Ученые Сколковского института науки и технологий (Сколтех) совместно с сотрудниками Высшей школы экономики, НИИ гриппа имени А. А. Смородинцева в Санкт-Петербурге и Института проблем передачи информации имени А. А. Харкевича РАН в Москве провели исследование геномной эпидемиологии коронавируса в России. Изучив 211 образцов вируса, полученных от пациентов на территории России с 11 марта по 23 апреля 2020 года, они установили, что вирус SARS-CoV-2 завезли к нам не из Китая, а из Европы. Но это не единственный вывод, который позволяет сделать исследование.
Работу возглавил профессор Сколтеха, руководитель лаборатории эволюционной геномики Центра наук о жизни Георгий Базыкин, который привлек также свою аспирантку Ксению Сафину и коллег из других научных институтов. «Мы бы не смогли сделать все сами,— признается Георгий Базыкин.— Нам очень помог заведующий лабораторией молекулярной вирусологии Андрей Комиссаров Института гриппа (Санкт-Петербург) и другие коллеги из этого института. Именно там нам предоставили образцы вирусных геномов. Сотрудники института взаимодействуют с соответствующими поликлиниками и больницами, собирают образцы вируса, знают, от кого они получены, и читают вирусный геном. В исследовании участвовали также специалисты Института проблем передачи информации РАН и Высшей школы экономики, занимающиеся математическим моделированием. Наша роль заключалась в том, чтобы полученные данные проанализировать и разобраться, о чем эти геномы нам говорят».
Многие вирусы, и SARS-CoV-2 не исключение, очень быстро мутируют. «Большая часть мутаций, а может быть, даже все, на свойства коронавируса никоим образом не влияют,— объясняет Георгий Базыкин.— Вирус не становится более опасным или смертоносным. Но эти мутации помогают разобраться, как прогрессировала эпидемия, кто кого и в какой последовательности заражал. Сопоставив полученные генетические данные вирусов, обнаруженных на территории РФ, мы поняли, что эпидемия началась благодаря как минимум 67 независимым завозам коронавируса в разные города России в конце февраля—начале марта. Многие ранние случаи завоза не дали вспышек в России, а некоторые привели к тому, что внутри страны начали распространяться собственные российские линии коронавируса. Я бы не стал называть их штаммами, скорее это варианты. В России мы видим сейчас девять таких вариантов, но уверен, что на самом деле их гораздо больше».
С точки зрения геномной эпидемиологии было интересно проследить ситуацию с заражением 400 пациентов в Санкт-Петербургском научно-исследовательском медицинском центре травматологии и ортопедии имени Р. Р. Вредена. «Считалось, что SARS-CoV-2 в больницу занес пациент, которому сделали операцию 27 марта,— рассказывает ученый.— Однако мы выяснили, что там было несколько независимых заносов инфекции и каждая дала свою маленькую вспышку, что в конечном итоге привело к инфицированию большого числа пациентов и медработников. Но этим дело не ограничилось. Время от времени некие случайные люди в Санкт-Петербурге приходят в некие случайные поликлиники и сдают анализ на коронавирус. И иногда оказывается, что их вариант коронавируса — близкий родственник тех вирусов, которые были в больнице имени Вредена. Это может означать, что из больницы вирус выплеснулся наружу и внес свой вклад в общую эпидемиологическую ситуацию в Санкт-Петербурге. Возможно, это произошло еще до объявления в больнице карантина, который был введен 7–9 апреля и продлился 35 дней».
Если количество таких геномных исследований увеличить, они позволят быстро прояснять пути распространения вируса. «В идеале от получения положительного теста на ковид до направления образца вируса в лабораторию, анализа его генома и сравнения с имеющимися должно проходить 24 часа»,— говорит Георгий Базыкин. Такие исследования позволили бы понять, где человек заразился. «Допустим, у людей, которые сдают анализы в разных клиниках, мы видим очень близкие, похожие друг на друга вирусы. Выясняем, что общего между этими людьми и таким образом находим новые очаги инфицирования».
В некоторых странах пытаются отслеживать контакты людей, инфицированных коронавирусом, при помощи камер наружного наблюдения, мобильных приложений для смартфонов. «Мобильное приложение в лучшем случае помогает понять, кто с кем находился в контакте, но оно никогда точно не скажет, кто от кого заразился, в каком направлении шла передача вируса,— подчеркивает профессор Сколтеха.— А геномная эпидемиология позволяет это сделать. Все эти способы хороши в сочетании. Конечно, если каждый день возникает 100 тыс. новых случаев заражения, вам не до геномной эпидемиологии. Надо все закрывать и сидеть по домам. Но когда случаев не очень много, такими способами можно контролировать ситуацию очень эффективно».
Елена Туева