В начале июля на сайте журнала Nature вышла интересная статья – «Шесть месяцев коронавируса: тайны, которые ученые еще пытаются разгадать». Мы подготовили для вас ее сокращенный перевод.
В конце декабря 2019 года появились сообщения о загадочной пневмонии в 11-миллионном Ухане. Причину китайские ученые определили быстро, это был новый коронавирус, дальний родственник вируса SARS, появившегося в Китае в 2003 году, и затем распространившийся по миру и убивший около 800 человек.
Шесть месяцев, более 10 миллионов подтвержденных случаев, пандемия COVID-19 стала худшим кризисом в здравоохранении в этом веке. Умерли уже более 500000 человек по всему миру. Вирус катализировал исследовательскую революцию: ученые, врачи и другие специалисты работают с головокружительной скоростью, чтобы понять природу заболевания COVID-19 и вируса SARS-CoV-2.
Но каждое новое открытие, связанное с COVID-19, вызывает еще больше вопросов. Вот некоторые из них.
Почему люди настолько по-разному реагируют?
Одна из наиболее ярких особенностей COVID-19 – это разительные отличия в течении заболевания. У некоторых людей симптомы не развиваются вообще, тогда как у других, даже у практически здоровых, развивается тяжелая или даже фатальная пневмония.
За последний месяц международная команда, анализирующая геном почти 4000 человек из Италии и Испании выявила первые сильные генетические взаимосвязи с тяжелым течением COVID-19 (1). Люди, у которых развивалась дыхательная недостаточностью, с большей вероятностью обладали одним из двух определенных генетических вариантов, чем люди без заболевания.
Один из них расположен в том месте генома, который определяет группу крови по системе АВ0. Другой состоит из нескольких генов, один из которых кодирует белок, взаимодействующий с рецептором, который использует вирус для проникновения в клетки, а два других кодируют молекулы, связанные с иммунным ответом против патогенов. Исследователи являются частью COVID-19 Host Genetics Initiative – глобальной ассоциации групп, собирающих данные для выявления дальнейших генетических связей.
Редакция журнала Nature, однако, пишет, что обнаруженные варианты, по-видимому играют скромную роль в исходах заболевания. Команда другого ученого Jean-Laurent Casanova, иммунолога из Университета Рокфеллера в Нью Йорке, ищет мутации, которые бы имели более существенное значение.
Чтобы обнаружить их, команда ученых изучает геномы в остальном здоровых людей младше 50 лет с тяжелыми случаями COVID-19, таких как, приводят пример ученые, «мужчина, который в октябре бегал марафон, а сейчас, пять месяцев спустя, лежит в реанимации на ИВЛ». Было обнаружено, что крайняя восприимчивость к другим инфекциям, включая туберкулез и вирус Эпштейна-Барр, обычно безвредного патогена, вызывающего тяжелую болезнь в некоторых случаях, связана с мутациями в определенных генах. Исследователи предполагают, что что-то подобное может обнаружиться и для некоторых случаев COVID-19.
(Примечание переводчика: что касается генетического исследования из Италии и Испании, краткие результаты этой работы мы уже публиковали на нашем сайте вот здесь)
Каковы природа иммунитета и сколько он длится?
Исследования (2) показали, что уровни нейтрализующих антител остаются высокими в течение нескольких недель, а затем они обычно начинают убывать.
Однако высокий уровень антител может сохраняться дольше у людей, перенесших тяжелые формы инфекции. «Больше вируса, больше антител, и дольше они будут», - говорит один из британских иммунологов доктор Kassiotis. Похожие паттерны наблюдались и при других вирусных инфекциях, в том числе SARS. У большинства людей, которые перенесли SARS, антитела исчезли в течение нескольких лет. Но у тех, кто перенес очень тяжелую форму заболевания, антитела определялись даже через 12 лет, сообщает Kassiotis.
Пока неизвестно, какой уровень нейтрализующих антител необходим для предотвращения повторного заболевания или хотя бы уменьшения выраженности его симптомов. Проводят изучение и других аспектов иммунитета. Так, канадские исследователи изучают роль антител, связывающихся с инфицированными клетками и «помечающими» их для поражения иммунной системой – антитело-зависимую цитотоксичность в ответ на SARS-CoV-2.
Однако иммунитет не ограничивается только лишь антителами. Т-клетки также важны для долгосрочного иммунитета и исследования предполагают, что они также участвуют в защите от SARS-CoV-2 (3, 4).
Поскольку на сегодняшний день нет понятного маркера, который бы коррелировал бы с долгосрочным иммунитетом, ведутся сравнения также с другими вирусными инфекциями. Исследования других коронавирусов (5) предполагают, что «стерилизующий иммунитет», который предотвращает инфекцию может длиться лишь несколько месяцев. Но протективный иммунитет, который может предотвратить или облегчить симптомы, может длиться дольше, утверждают вирусологи из Калифорнии.
(Примечание переводчика: о роли Т-клеточного иммунитета при COVID-19 сейчас появляется все больше публикаций, мы планируем познакомить вас с ними в ближайшее время)
Появились ли какие-то опасные мутации у вируса?
Мутируют все вирусы. В одной из лабораторий Великобритании собирают мутации вируса SARS-CoV-2. Большинство мутаций не имеют большого значение, и выявить среди них действительно опасные является сложной задачей. Может показаться, что штаммы вируса, выявленные в начале вспышек в таких горячих точках, как Ломбардия или Мадрид, например, более смертельные, чем найденные на более поздних стадиях или в других регионах, но такие ассоциации, вероятно, мнимые, говорит William Hanage, эпидемиолог гарвардской школы, объясняя это тема что более тяжелые случаи выявляются на более ранних, плохо контролируемых стадиях эпидемии. Широкое распространение определенных мутаций может быть связано с так называемым "эффектом основателя", при котором у линий, возникающих на ранних стадиях в центрах трансмиссии, таких как Ухань или север Италии, появляется мутация, которая затем переходит дальше, по мере того, как они вызывают вспышки где-либо еще.
Ученые спорят, является ли широко распространенная частота одной из мутаций в спайк-протеине результатом «эффекта-основателя» или примером последовательного изменения биологии вируса. Впервые мутация, похоже, возникла в феврале в Европе, где теперь большинство циркулирующих вирусов ее несут, и теперь она обнаруживается практически во всех регионах мира. Целый ряд исследований предположил, что эта мутация делает вирус SARS-CoV-2 более инфекциозным для культуры клеток, но непонятно, как это свойство провляется в инфекциях у людей.
(Примечание переводчика: тема мутаций также очень интересная, хотя не для молекулярных биологов очень сложная, попробуем познакомить вас с какими-нибудь интересными работами на эту тему в будущем)
Поможет ли вакцинация?
Единственным способом выйти из пандемии ряд исследователей считает эффективную вакцину. Сейчас разрабатывается около 200 вакцин во всем мире, 20 из которых уже на стадии клинических исследований. Первое масштабное исследование эффективности, призванное выяснить, работают ли какие-либо вакцины, должно начаться в течение нескольких месяцев. Планируется сравнить частоту инфекции у вакцинированных и в группе плацебо.
Исследования на животных и ранние исследования на людях, в основном, тестировали безопасность. Исследования на макаках показали эффективность вакцины для предотвращения легочной инфекции и пневмонии, но не где либо еще в организме, в частности, в носу. Уровень вируса в носу у вакцинированных оксфордской вакциной макак был сопоставим с таковым в носу у невакцинированных (7). Подобные результаты говорят о том, что, возможно, вакцина позволить предотвратить тяжелое течение заболевания, но не его распространение.
Скудные данные испытаний на людях предполагают, что вакцины вызывают выработку нейтрализующих антител, однако не понятно, достаточны ли будут уровни антител и сколько они будут персистировать в организме.
Вакцина может стать доступной в рекордные сроки, говорят ученые, но она может быть неполностью эффективной. Ученым безусловно нужно время для доработки вакцин.
Откуда взялся вирус?
Один из самых спорных и волнующих вопросов. Большинство исследователей сходятся во мнении, что вирус SARS-CoV-2 происходит из летучих мышей, в частности, из подковоносых летучих мышей. Эти животные являются хозяевами двух коронавирусов, близко связанных с SARS-CoV-2. Один – RATG13 был обнаружен (8) у подковоносых летучих мышей на юго-западе Китая в Юнани в 2013 году. Его геном на 96% идентичен геному SARS-CoV-2. Еще один ближайший родственник RmYN02, коронавирус, обнаруженный у малайских подковоносых летучих мышей, генетически сходный с нынешним коронавирусом на 93% (9).
Комплексный анализ более 1200 коронавирусов (10), взятых из летучих мышей в Китае, также указывает на подковоносых летучих мышей из Юнани, как на возможный источник происхождения нового коронавируса. Однако, исследование не исключает возможности, что вирус пришел от летучих мышей из соседних стран, включая Мьянму, Лаос и Вьетнам.
Разница в 4% между геномами RATG13 и SARS-CoV-2 соответствует десятилетиям эволюции. Исследователи говорят, что это позволяет предположить, что вирус мог пройти через промежуточного хозяина до того, как попасть в организм человека, таким же образом, что и вирус, вызывающий SARS. Считается что SARS передался от летучих мышей к млекопитающим семейства виверовых до того, как попасть к людям. На роль промежуточного хозяина SARS-CoV-2 в начале эпидемии выдвигали несколько кандидатов, включая панголинов (12)
Ученые выделили коронавирусы из малайских панголинов (11, 12). Эти вирусы имеют сходство до 92% с новым коронавирусом. Исследования подтверждают, что панголины могут быть хозяевами коронавирусов, имеющих общих с SARS-CoV-2 предков, но они не доказывают, что вирус передался от панголинов людям.
Чтобы четко отследить путь вируса к человеку, ученым понадобится найти животное, которое было бы хозяином версии вируса более чем на 99% сходного с SARS-CoV-2 – задача осложняется тем, что вирус очень широко распространился среди людей, которые также передали его другим животным, таким как кошки, собаки и сельскохозяйственные норки.
Zhang Zhigang,эволюционный микробиолог из Юннаньского университета, сообщает, что попытки выделить вирус иp домашних и диких животных не удались. Поиски коронавируса в образцах тканей летучих мышей, панголинов и виверовых продолжается в юго-восточной Азии.
Что об этом думают врачи можно узнать на mirVracha.ru!