В конце декабря 2019 года появились первые сообщения о загадочной пневмонии в китайском мегаполисе Ухань. Причиной заболевания стал новый коронавирус, отдаленно связанный с возбудителем атипичной пневмонии SARS. «Первый» SARS появился в Китае в 2003 году, вызвал эпидемию, унесшую около 800 жизней, после чего странным образом исчез.
Его «родственник» оказался не столь гуманным — по состоянию на 8 июля, число инфицированных новым коронавирусом людей в мире приближается к 12 миллионам. Пандемия погубила 546 тысяч человек, распространилась на 213 стран — и стимулировала беспрецедентный «мозговой штурм» исследователей всего мира, пытающихся найти методы борьбы с новой и опасной болезнью.
Ученым удалось понять, как вирус проникает в клетки, и как он убивает человека. Универсального лекарства по-прежнему нет, но найден как минимум один препарат — дексаметазон — сокращающий смертность среди тяжелых больных на треть. В процессе разработки и клинических испытаний находятся более 200 вакцин. Первые из которых, как ожидается, станут доступными к концу этого года.
Но до исчерпывающего понимания этой болезни все еще далеко и новые открытия часто лишь вносят новую неопределенность. В недавнем материале журнала Nature перечисляются ключевые вопросы о SARS-CoV-2, на которые ученым еще предстоит найти ответы.
1. Почему реакция людей на коронавирус настолько разная?
Большинство инфицированных переносит болезнь бессимптомно, но у некоторых развивается тяжелая пневмония с осложнениями, часто приводящая к летальному исходу. Исследования, проводимые компанией DeCODE Genetics в Исландии, нацелены на поиск человеческих генов, которые могли бы объяснить столь большие отличия в реакции на коронавирус.
В мае по результатам анализа геномов 4 тысяч пациентов из Италии и Испании удалось подтвердить первые случаи генетической предрасположенности к тяжелому течению Covid-19. У пациентов с развившейся в результате болезни дыхательной недостаточностью обнаружились варианты генов, которых не было у здоровых людей.
Один вариант гена располагается на участке генома, который определяет группу крови. Другой — в группе генов, которые кодируют белок, взаимодействующий с рецептором, с помощью которого вирус проникает в клетки. Еще два варианта генов кодируют молекулы, участвующие в иммунном ответе организма на вторжение инфекции. Исследования проводятся в рамках проекта Covid-19 Host Genetics Initiative глобального консорциума групп, которые делятся данными для выявления генетических связей.
Ученые Университета Рокфеллера в Нью-Йорке тоже ищут генетические объяснения осложнениям Covid-19, и их здесь исследования сосредоточены на группе ранее совершенно здоровых людей моложе 50 лет, которые перенесли тяжелую форму коронавирусной инфекции. Чрезвычайная восприимчивость к другим возбудителям, включая туберкулез и для многих безвредный вирус Эпштейна-Барр, который, однако, иногда вызывает тяжелые заболевания, связана с мутациями в отдельных генах. Американские исследователи ищут доказательства подтверждения этой и версии для Covid-19.
2. Какова природа иммунитета и как долго он сохраняется?
Иммунологи проделали большую работу, пытаясь установить, как вырабатывается иммунитет к SARS-CoV-2, и как долго он может проявляться. Большая часть внимания сосредоточена на «нейтрализующих антителах», которые связываются с белками вируса и предотвращают дальнейшее инфицирование. Как показывают исследования, концентрация этих антител остается высокой в течение нескольких недель после заражения, но затем, как правило, начинает падать.
Высокая концентрация антител может сохраняться дольше у тех, кто болеет тяжело. «Чем больше вирусная нагрузка, тем больше вырабатывается антител, и тем дольше они будут действовать», — говорит иммунолог Джордж Кассиотис из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне. Подобные явления были обнаружены при других вирусных инфекциях, включая «обычные» ОРВИ. По словам специалиста, большинство переболевших конкретной ОРВИ лишаются нейтрализующих антител через несколько лет. Но те, кто болел тяжело, сохраняют антитела даже через 12 лет.
Исследователи пока не знают, какой уровень нейтрализующих антител нужен для предотвращения заражения SARS-CoV-2 или хотя бы для смягчения при повторном инфицировании. Другие иммунные клетки, так называемые Т-клетками, важны для долговременного иммунитета, и исследования показывают, что они тоже активизируются для борьбы с SARS-CoV-2. Исследователи должны собрать весь комплекс иммунных реакций на Covid-19 и сравнить его с реакциями на другие вирусы, чтобы оценить, насколько надежной и долговременной может быть защита.
3. Есть ли вероятность каких-то особо опасных мутаций вируса?
Все вирусы мутируют в процессе заражения людей, и SARS-CoV-2 не исключение. Мутации помогают молекулярным эпидемиологам отслеживать глобальное распространение вируса. Ученые изучают и изменения, которые влияют на свойства вируса, например, делают болезнь более или менее заразной. Мутации также могут снизить эффективность вакцин, изменяя способность антител и Т-клеток распознавать возбудителя.
Но большинство мутаций коронавируса никак не влияют на его заразность или смертоносность. Штаммы коронавируса, выявленные в итальянской Ломбардии и Мадриде в самом начале эпидемии в Европе, могут выглядеть более смертоносными, чем обнаруженные позже в этих регионах или других странах. Но скорее всего, это ложное впечатление, считает Уильям Хэнэдж, эпидемиолог Гарвардского университета. По его мнению, это происходит потому, что врачи с большей вероятностью выявляют тяжелые случаи на ранних неконтролируемых стадиях эпидемии.
Исследователи установили, что мутация белка «шипа» коронавируса, с помощью которого он проникает в клетки, появилась примерно в феврале в Европе и теперь обнаружена во всех регионах мира. Ряд исследований показал, что эта мутация делает вирус SARS-CoV-2 более заразным для культивированных клеток, но как это свойство сказывается на заражении людей, все еще остается неясным.
4. Насколько действенной будет вакцина?
Эффективная вакцина, возможно, является единственным способом окончательно победить эту болезнь. В настоящее время в разработке находится около 200 вакцин, клинические испытания проходят два десятка. Через несколько месяцев начнутся первые масштабные испытания, в которых будут сравниваться показатели инфицирования между привитыми пациентами, и теми, кто получит плацебо.
Изучение действия прототипов вакцин на обезьянах показывает, что проникновение инфекции в легкие и сопутствующую пневмонию таким образом можно предотвратить. Но блокировать инфицирование, например, через нос, вакцина пока не может. Данные об испытаниях на людях все еще скудны, но позволяют предположить, что вакцина побуждает организм вырабатывать мощные нейтрализующие антитела, которые могут блокировать вирус. Пока еще не ясно, достаточно ли высока концентрация этих антител для блокировки повторных инфекций, и как долго они сохраняются в организме.
По словам ученых, при том, что на разработку, тестирование и производство вакцин тратятся миллиарды, и первая из них может появиться в рекордно короткие сроки, она может оказаться «не совсем эффективной». «У нас в клинике вакцины могут появиться через год- полтора. Но нам придется их дорабатывать», — уверен вирусолог Университета Висконсин-Мэдисон Дейв О'Коннор.
5. Откуда все-таки взялся этот вирус?
И даже в этом вопросе до сих пор нет полной ясности. Большинство исследователей сходятся на том, что SARS-CoV-2 появился в результате мутаций вируса летучих мышей. Геном коронавируса RATG13, которым болеют эти животные, на 96% совпадает с SARS-CoV-2. Разница в 4% между геномами RATG13 и SARS-CoV-2 означает эволюцию на протяжении нескольких десятков лет.
Поэтому, предполагают ученые, вирус нашел себе «промежуточного хозяина» перед тем, как перепрыгнуть на человека. Геном коронавируса панголина — животного, которого прочат на роль такого «хозяина» — совпадает с SARS-CoV-2 только на 92%. Чтобы однозначно проследить путь вируса к человеку, ученым необходимо найти животное, геном которого более чем на 99% совпадает SARS-CoV-2. Пока что эти поиски продолжаются.
