Пройдет сезон ОРВИ — и эпидемия коронавируса пойдет на спад

Семейство коронавирусов не новый для человечества патоген: о том, что некоторые из них циркулируют в нашей популяции, известно давно. Те, что вызывают такие заболевания, как SARS («атипичная пневмония» 2002 года), MERS («ближневосточный синдром» 2013 года) и COVID-19, пришли к человеку от животных — впрочем, как и многие другие возбудители.

Преодолевая межвидовой барьер, вирус постепенно мутирует, чтобы вызывать более легкие формы заболеваний, ведь убивать хозяина ему невыгодно.

О том, что такое вирусы, как они взаимодействуют с разными популяциями и чего ждать от коронавируса SARS-CoV-2 - интервью с вирусологом Сергеем Альховским.

Что такое вирус

▻Давайте начнем с простого общего вопроса: что такое вирус? Это вообще живое или неживое?

▻ Если давать формальное определение, то это внутриклеточные паразиты, достаточно примитивно устроенные, которые могут заражать клетки и вызывать заболевания. Но это определение не отражает сути вирусов.Чтобы понять биологическую сущность вирусов, представьте себе живую клетку. Внутри нее есть разные органеллы, есть ядро. В ядре расположены хромосомы — геном, который управляет всей жизнью клетки. Их строго определенное количество, которое удваивается, когда клетка делится. Но представьте, что в этой клетке, помимо ее собственных хромосом, вдруг откуда-то появились другие хромосомы — одна или несколько — и начинают вести себя по-хозяйски: не считаются с теми программами, которые заложены в самой клетке, а синтезируют собственные белки. А потом выходят из клетки, чтобы искать себе нового хозяина.

Вирусы можно охарактеризовать как некие автономные геномы, которые не имеют собственной клетки и способны существовать какое-то время во внешней среде в виде вирионов — состояния, при котором геном вируса упакован в капсид (белковую оболочку. ). Этим вирусы принципиально отличаются от клеточной жизни.Мы не можем назвать их организмами, потому что у них нет органов или органелл. Но это живые существа.

▻ Если у них нет органелл, значит, они не могут участвовать в энергетическом обмене? Вне клетки они пассивны?

▻ Да. С точки зрения биологии основная жизнь вируса, основные связанные с ним эволюционные события происходят именно в клетке.

▻ Вирусы могут заражать любые клетки? В том числе бактерии?

▻ Все виды клеток, все виды организмов, существующие на Земле, имеют свои наборы вирусов, которые их инфицируют

▻ Как появились вирусы?

▻ Происхождение вирусов неразрывно связано с происхождением жизни на Земле. Согласно абиогенной теории, на Земле зародились первые самореплицирующиеся молекулы — протогеномы, которые дальше эволюционировали в двух направлениях: одни пошли по пути обособления от окружающей среды и стали формировать клетки, а другие начали выступать в роли паразитических протогеномов, которые используют для жизни чужие клетки, хотя и могут выйти из них в окружающую среду в составе капсида. Это две отдельные ветви жизни, но они тесно связаны между собой. Вирусам нужны клетки, потому что только внутри клетки вирусы могут реплицироваться. Но и вирусы нужны клеткам: без вирусов немыслима эволюция, потому что они, начиная с самых ранних этапов эволюции клеточной жизни, были своего рода переносчиками геномов.

▻Чем отличаются вирусы друг от друга?

▻Вирусы — это вообще самые разнообразные живые существа на Земле.Геном любой клетки представлен двухцепочечной ДНК, которая упакована в хромосомы, и только. У вирусов геном представлен во всех мыслимых и немыслимых формах. Это может быть такая же двухцепочечная ДНК в линейной хромосоме, или двухцепочечная ДНК в кольцевой хромосоме, или одноцепочечная ДНК, или РНК, также линейная или кольцевая, положительно или отрицательно полярная.Все возможные формы генома, которые мы только можем себе представить, присутствуют в вирусном мире.

Как вирусы перемещаются между видами

▻Мы говорили о том, что для каждой клетки найдется какой-нибудь вирус. А как вирусы переходят от одних видов к другим? Могут ли от бактерий переходить к ядерным клеткам?

▻Нет, вирусы из бактерий не могут перейти к эукариотам: это слишком далекие с точки зрения эволюции организмы. Если говорить о человеке, то к нам вирусы пришли от животных при близких контактах, например при одомашнивании. Все человеческие вирусы, которые мы знаем, — бывшие зоонозы. Оспу мы, судя по всему, получили от верблюдов, корь — от собак, коронавирус — от летучих мышей.

▻А как же версия, что от змей?

▻Это недостоверная информация, она с самого начала была сомнительной

▻Были еще новости, что родиной коронавируса стал рынок морепродуктов.

▻Рынок морепродуктов мог быть тем местом, где были инфицированы первые заболевшие. Но это не значит, что сами морепродукты — источник этого заражения: мы с ними эволюционно все-таки очень разные.Когда в 2002 году возникла первая эпидемия SARS, изначально в качестве источника подозревали цивет (хищные млекопитающие семейства виверровых, распространены в тропиках Старого Света. ). Но потом начали обследовать виды животных, обитающих в районе вспышки, и в конце концов обнаружили, что очень похожие вирусы крайне активно циркулируют в летучих мышах. Буквально пара мутаций в поверхностном белке, который связывается с клеточными рецепторами, — и этого оказывается достаточно, чтобы такой вирус мог уже инфицировать человека.В Китае найдены пещеры, где живут большие популяции подковоносых летучих мышей. И в этих популяциях циркулирует множество вариантов коронавируса, некоторые из которых — один или два — могут иметь такие мутации.

Как вирусы взаимодействуют с популяцией

▻Давно ли коронавирус перешел к человеку?

— Вообще с 1960-х годов, когда были открыты первые коронавирусы (сначала стало известно о двух таких вирусах, потом это число выросло до четырех), было понятно, что они просто циркулируют у нас в популяции и вызывают обыкновенные ОРВИ.

▻И у популяции не возникает иммунитета?

▻Какой-то возникает. Но, во-первых, насколько он стойкий? Как долго держится: полгода, год? А во-вторых, вирус тоже немного меняется, изменяет свои антигенные эпитопы, что позволяет ему избегать иммунного ответа.

▻Как выглядит этот иммунный ответ?

▻Вирусный патогенез достаточно сложная вещь, в нем действует множество факторов. Если клетка понимает, что она инфицирована (например, детектирует внедрение двухцепочечной РНК, которой в обычном состоянии у нее нет), она включает механизмы самоуничтожения — например, уходит в апоптоз или экспонирует антигены вируса на поверхность, чтобы ее заметил и убил Т-лимфоцит. Одновременно она продуцирует интерферон и тем самым подает сигналы всем окружающим клеткам, чтобы они немедленно прекратили синтез вообще любых белков. Как только иммунная система идентифицирует чужеродный антиген или получает от зараженной клетки такой сигнал, возникает воспаление, повышается температура. Собственно, воспаление легких и есть проявление иммунного ответа, направленного на борьбу с вирусом.

▻То есть если у человека слабый иммунитет, у него меньше вероятность заболеть воспалением легких?

▻Реакция организма должна быть сбалансированной: сначала должны подействовать провоспалительные факторы, а потом их действие должно быть уравновешено противовоспалительными. Пожилой человек может скончаться от воспаления легких не потому, что иммунная система дает неправильный ответ, а потому, что этот ответ не сбалансирован.

▻Могут ли эти вирусы, которые циркулируют у нас в популяции, мутировать в более тяжелую форму?

▻Обычно бывает наоборот: когда появляется какая-то новая тяжелая форма, она со временем, по мере распространения, становится более легкой: приспосабливается к человеку, а человек к ней. С эволюционной точки зрения убивать хозяина — самоубийство для вируса. Самые высокопатогенные вирусы — каких-нибудь геморрагических лихорадок, птичьего гриппа и тому подобного — имеют смертность не выше 60%, и то только на первых этапах взаимодействия с человеком. Самый лучший вариант для вируса — вызывать какое-то легкое заболевание, сопровождаемое выделением жидкости, чтобы вы, когда чихаете, помогали ему распространяться.

Вирусы и лекарства

▻Как работают противовирусные препараты?

▻Есть несколько основных групп препаратов. Препараты общего действия — либо на основе интерферона, либо индукторы интерферона — основной молекулы врожденного иммунитета. Препараты прямого действия — те, которые непосредственно взаимодействуют с вирусными компонентами. Например, у вируса есть полимераза, и активная молекула ее блокирует. Или есть какой-то ионный канал, и, если его заблокировать, вирус потеряет способность формировать вирион. Препаратов прямого действия очень мало, и в основном они направлены на так называемые социально значимые инфекции: ВИЧ, гепатит C, герпес, грипп.

▻А почему нет препаратов прямого действия от коронавируса?

▻Потому что их никто не разрабатывал. До 2002 года сезонные коронавирусы рассматривались как обычные ОРВИ, которые и лечить-то не надо. Из ОРВИ до сих пор только грипп являлся тяжелым заболеванием, которое наносит ощутимый экономический ущерб. А по поводу остальных ОРВИ никто особо не заморачивался.

В чем особенность SARS-CoV-2

▻Тогда встает вопрос: чем нынешний коронавирус отличается от предыдущих?

▻С точки зрения биологии — ничем.

▻А чем вообще коронавирусы отличаются от других вирусов?

▻У любой группы вирусов есть какие-то уникальные характеристики, которые отличают их от других, и в этом их уникальность тривиальна. Хотя, пожалуй, одна особенность есть: геном состоит примерно из 30 тысяч нуклеотидов. Это, видимо, максимум для вирусных РНК-геномов в принципе.

▻Почему мы так много говорим о вирусе SARS-CoV-2 и вызываемом им COVID-19?

▻Потому что человечество уже в третий раз (первым был SARS, вторым — MERS) видит появление инфекции, которая поначалу обладает большой летальностью.

▻Но будет мутировать во что-то более легкое?

▻Вопрос в том, сохранится ли вообще этот вирус в человеческой популяции. Как показывает опыт прошлых вспышек, для вируса это нетривиальная задача. Я бы оценил вероятность его закрепления в 2%.

▻А на каком этапе разработка вакцины?

▻Сделать вакцину на основе аденоассоциированного или просто инактивированного вируса для вирусологов особого труда не составляет. Тут важно другое: насколько эта вакцина будет эффективна и насколько она будет актуальна к тому моменту, когда ее разработают? У меня есть некоторые сомнения в том, что она вообще понадобится.Как вести себя во время эпидемии — и когда она закончится

▻Сейчас вся новостная лента — в сообщениях о новых заболевших коронавирусом. Как себя защитить?

▻Поскольку этот вирус распространяется респираторным путем, защитить себя можно так же, как вы защищаете себя от других респираторных и кишечных вирусов: соблюдать правила гигиены, тщательно мыть руки. Можно постараться не посещать места скопления людей. Не контактировать с очевидно больными людьми.

▻Маски помогают?

▻Конечно, маска не даст стопроцентной гарантии, что вы не заразитесь. Но если маска надета на заболевшего человека, то это значительно повышает вероятность того, что он не будет заражать других.

▻В Китае применялись достаточно жесткие карантинные меры. Насколько эффективны карантинные меры в Европе, США?

▻А почему нет? В Европе и США лучшие службы по контролю инфекционных заболеваний. Я не вижу причин сомневаться в их эффективности. Так же как, в общем-то, и в нашей. Как показывает практика, карантинные мероприятия достаточно эффективны.

▻Судя по статистике, коронавирус распространяется в холодных условиях. Значит, когда потеплеет, он распространяться перестанет?

▻Вот кто-то чихнул — полетел аэрозоль. Если температура выше 25 °C, аэрозоль очень быстро высохнет, и респираторный вирус быстро разрушится.

▻А если –25 °C, то он замерзнет.

▻Да, но в –25 °C вы, скорее всего, встретитесь с вирусом не на улице, а где-нибудь в автобусе. В холодное время года люди ведут себя более скученно, меньше бывают на свежем воздухе, меньше проветривают помещения. Сами создают для вирусов подходящие условия.

▻Когда же эпидемия пойдет на спад? Сколько градусов должно быть на улице?

▻У нас сезон респираторных заболеваний длится с осени до конца весны. Закончится сезон — эпидемия пойдет на спад.

▻Каким образом сейчас изучаются вирусы?

▻Раньше вирусы изучались очень долго, трудно, путем их выделения, идентификации и так далее. Сейчас основной инструмент вирусологов — технология геномного анализа нового поколения, так называемая NGS (от англ. next generation sequencing. ), которая изначально заточена на секвенирование геномов эукариот. Ее мощности с лихвой хватает, чтобы описывать новые вирусы практически из любых источников.

▻Есть ли смысл изучать те вирусы, которые пока себя никак не проявляют?