Ирина Якутенко

Вирус, который сломал планету

Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать

Редактор Любовь Сумм

Иллюстрации Олега Добровольского

Научные редакторы Александр Мельников, врач-терапевт, заведующий отделением сомнологии Национального медицинского исследовательского центра оториноларингологии ФМБА России, работал на вспышке COVID-19 в Климовском доме-интернате для инвалидов и престарелых, курировал организацию лечения в соответствии с мировыми практиками; Илья Ясный, канд. хим. наук, руководитель научной экспертизы фармацевтического венчурного фонда «Инбио Венчурс», редактор и автор сайта «Биомолекула»; Егор Воронин, вирусолог, PhD, главный операционный директор компании Worcester HIV Vaccine, USA, автор ЖЖ-блога о вирусологи shvarz

Издатель П. Подкосов

Руководитель проекта А. Казакова

Арт-директор Ю. Буга

Корректоры Е. Чудинова, С. Чупахина

Компьютерная верстка М. Поташкин, А. Фоминов

© Якутенко И., 2021

© Добровольский О., иллюстрации, 2021

© ООО «Альпина нон-фикшн», 2021

© Электронное издание. ООО «Альпина Диджитал», 2021

* * *

Посвящается моим дочерям, детство которых приходится на очень странное время

Вступление

Каждый год команда, издающая Оксфордский словарь, выбирает слово года. В 2020-м этим словом несомненно будет «коронавирус». Неожиданно выпрыгнув из китайских пещер, злобный родственник простуд за пару месяцев распространился по всей планете и вогнал половину мира в карантин, играючи обрушив казавшиеся такими надежными системы здравоохранения множества стран. Вместе с ними рухнули и наши представления о том, что благодаря мощи человеческого разума мы победили (ну хорошо, почти победили) все напасти, угрожающие нашим хрупким биологическим телам. Еще в конце 2019 года СМИ и разного рода эксперты убедительно рассуждали, что для полного торжества духа над плотью осталось лишь доразобраться с раком и, может, еще с болезнью Альцгеймера, биохакеры при помощи сложной химии пытались добавить себе лишних полтора месяца долголетия, а футурологи и трансгуманисты грезили о пересадке сознания в облачные серверы. В начале 2020-го оказалось, что человечество перешло в перманентный режим ЧС из-за банального инфекционного заболевания — точно так же, как в каком-нибудь XV веке.

На момент, когда я пишу эти слова, ни специфического лечения, ни вакцины от коронавируса нет. Невозможность повлиять на свою судьбу и будущее в целом вызывает ужасное беспокойство — неудивительно, что не только люди, далекие от медицины, но и врачи массово используют непроверенные средства и практики и верят то во множество гуляющих по сети рассказов о чудо-лекарстве, то убеждениям, что ковид не страшнее гриппа. В лучшем случае такое поведение оказывается бесполезным, в худшем — уносит человеческие жизни. Поэтому так важно говорить о коронавирусе именно сейчас, когда, казалось бы, ничего еще не ясно. Белых пятен пока предостаточно, более того, в полном соответствии с заветами древнегреческого философа Анаксимена, чем больше мы узнаем, тем больше понимаем, как много еще предстоит узнать. Несмотря на это, исследователи собрали о новом враге Homo sapiens небывалое количество информации. Эти сведения позволяют обычным людям минимизировать риски заболеть, а врачам — предупредить у пациентов наступление тяжелой фазы коронавирусной инфекции. Потому что — сошлюсь еще на одного философа, на этот раз из XVIII века, Клода Адриана Гельвеция — знание некоторых принципов возмещает незнание некоторых фактов.

В книге я постаралась максимально понятным языком, но без излишних упрощений и опираясь только на подтвержденные научные источники, изложить главные факты, которые уже удалось выяснить о коронавирусе: как он устроен, откуда взялся, как воздействует на наш организм и что можно сделать, чтобы защитить себя лично и общество в целом. Разумеется, мы поговорим о лечении и о вакцине.

Небольшие фрагменты книги появлялись в моем фейсбуке и телеграм-канале «Безвольные каменщики», но «Вирус, который сломал планету» — не сборник заметок о SARS-CoV-2, а попытка объединить и систематизировать более или менее устоявшиеся знания о нем. Я по максимуму убрала всю сиюминутность, оставив только те данные, которые уже не поменяются — или, по крайней мере, те, что отражают основные гипотезы и направления исследований. И хотя совершенно очевидно, что уже на момент выхода из печати в книгу можно будет многое дописать, я надеюсь, что глобально она не потеряет актуальности.

Будьте здоровы!

Глава 1.Что такое вирусы и почему они так опасны

Как очевидно из названия, коронавирус, вызвавший нынешнюю глобальную пандемию, является вирусом. Это не первое и не последнее вирусное заболевание, поставившее мир если не на грань катастрофы, то, по крайней мере, в очень сложные условия. Кроме того, в отличие от бактериальных инфекций, которые тоже бывают весьма неприятными, для большинства вирусных болезней не существует никаких лекарств (да-да, и от простуд тоже — что бы вам ни рассказывали фармацевты в аптеках, участковые терапевты и даже некоторые чиновники в Минздраве). Чем так необычны вирусы, что вся сверхмощная махина современной фармакологии не в состоянии противостоять им?

Вирусы — идеальные паразиты: у них редуцированы абсолютно все функции, кроме тех, которые необходимы для заражения и размножения. Пространство возможных действий урезано настолько, что вирусы считаются не совсем живыми: у них нет части свойств, характерных для живых объектов, например отсутствует метаболизм{1} в полном смысле этого слова. Строго говоря, вирус представляет собой белковую оболочку, внутри которой содержится молекула ДНК или РНК с записанной на ней вредоносной программой. Этакие нанороботы-зануды, умеющие только внедряться в клетки и копировать себя. Но сверхспециализация на паразитизме принесла свои плоды: в этом деле вирусам нет равных, и мы до сих пор очень плохо умеем справляться с последствиями вторжения в наш организм гадких крошечных созданий.

Жизненный цикл вируса состоит всего из трех стадий: 1) заражение клетки, 2) размножение, 3) выход из клетки и поиск новых клеток для заражения. Некоторые вирусы также умеют «вписывать» свой генетический материал в геном хозяина, чтобы гарантированно оставаться в клетках навсегда. Так поступают, к примеру, ретровирусы, самый известный представитель которых — вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Еще вариант — спрятаться в клетке до момента, когда размножение окажется максимально эффективным, скажем если организм носителя ослабнет и его иммунная система будет не в состоянии быстро подавить распространение вторженца. Этот трюк проделывает вирус герпеса. Но наш коронавирус — его официально называют SARS-CoV-2 — на такое, к счастью, не способен. Его геном не кодирует ферменты, которые могли бы встроить вирусный генетический материал в ДНК клетки-хозяина или маскировать длительное присутствие вируса. Тем более таких ферментов нет в геноме самой клетки. Так что опасения, что SARS-CoV-2 пропишется в ДНК переболевших навсегда, беспочвенны.

Хотя некоторые вирусы могут довольно долго оставаться инфекционными вне клетки-хозяина, размножаться они могут только внутри нее. Для того чтобы воспроизводиться с максимальной скоростью, вирусы оставили в своем геноме лишь самые необходимые гены — маленький геном быстрее копировать. Недостающую генетическую информацию и всю машинерию, которая требуется, чтобы получить необходимую для воспроизводства энергию, они воруют у клетки. Можно сказать, что вирусы взламывают ее геном, заставляя работать на себя. Точно так же поступают компьютерные вирусы, отсюда и их название.

Таким образом, клетка становится не только жертвой вируса, но и его главным убежищем. И для того, чтобы избавиться от вируса, организму приходится убивать собственные клетки. Не в последнюю очередь именно с этим связаны многие тяжелые последствия вирусных инфекций.

Неговорящие имена

ВОЗ дала новой коронавирусной инфекции официальное название 11 февраля 2020 года. Если до этого момента ее называли 2019-nCov (от novel coronavirus, новый коронавирус), то теперь болезнь именуется COVID-19 (от coronavirus disease, коронавирусное заболевание). Если вам кажется, что ВОЗ как будто специально выбирает максимально блеклые и незапоминающиеся названия, то вам не кажется. Это делается умышленно — руководства Всемирной организации здравоохранения предписывают не упоминать в названии конкретные регионы, виды деятельности, животных, а также группы людей или отдельных лиц. Все для того, чтобы не допустить дискриминации или негативного отношения.

Эта идея основывается на нескольких недавних кейсах. Например, во время вспышки свиного гриппа 2009–2010 годов власти Египта, стремясь обезопасить население, уничтожили в стране всех свиней. При этом свиньи не были источником заразы для людей — просто один из новообразованных вирусов H1N1 скооперировался с вирусом гриппа свиней (то есть прихватил себе часть его генетического материала), стал особенно контагиозным и из-за этого убил довольно много народа. От распространения вируса такая мера не спасла, зато в Каире из-за нее случился мусорный кризис: в этом городе, скажем так, не очень хорошо обстоят дела с уборкой, и свиньи были ключевым звеном в переработке органических отходов. Ко всему прочему, истребление свиней ударило по живущим в Каире христианам, которые в основном и занимаются сортировкой и переработкой мусора. Без свиней они физически не могут справиться с горами объедков (если погуглить cairo garbage, результат вас впечатлит).

В 2012 году разразилась вспышка MERS — родственника нынешнего коронавируса. Первые случаи (и вообще значительная часть случаев) были зафиксированы в Саудовской Аравии, и потому сначала болезнь собирались назвать с привязкой к этой стране. Но власти Саудовской Аравии выступили категорически против, опасаясь, что ассоциация со смертельным вирусом скажется на доходах от туризма и в целом сократит число желающих взаимодействовать с государством и его гражданами. В итоге инфекцию назвали ближневосточным респираторным синдромом, что сегодня все равно рассматривается как ошибка, потому что Ближний Восток тоже регион.

Намучившись с этими историями (название MERS — Middle East Respiratory Syndrome — придумывали целых пять месяцев), а также под давлением нынешней страшно обидчивой на все общественности, ВОЗ приняла новые правила наименований инфекций. Они должны включать только описание симптомов (например, «респираторный» или «дефицит»), указание затронутых групп (детский, мужской и т. д.), характера течения заболевания (острый, хронический), сезонности и тяжести. Еще можно пользоваться сквозной нумерацией (1, 2, 3, I, II, III, альфа, бета). Так что больше никаких «испанок», птичьих гриппов, лихорадок Эбола, Западного Нила и Крым-Конго или «уханьского коронавируса» (ну просится же, правда?). Только скучные шифры из букв и цифр. Зато исключительно нейтрально.

Второе важнейшее свойство вирусов, помимо сверхвысокой скорости размножения (ученые также говорят «репликации»), — повышенная склонность мутировать. Слово «мутация» сегодня окутано, так сказать, зловещим ореолом тайны, но на самом деле этим термином называют любое изменение в геноме вируса — и не только вируса, а, в принципе, любого обладателя генома. Мутации происходят по разным причинам: это может быть результат ошибки в работе фермента, копирующего генетическую информацию, или повреждения нуклеиновых кислот, например ультрафиолетом, рентгеном или особыми веществами-мутагенами. Наконец, мутации могут происходить сами по себе из-за естественного изменения нуклеотидов — «букв», из которых составлен геном.

Чаще всего мутации вредны, так как они изменяют, а то и вовсе делают нечитаемыми записанные в нуклеиновых кислотах «слова»-гены — вспомним заходеровских кита и кота. Но иногда мутации не меняют смысл генетического текста. Так происходит, если в результате замены буквы слово не меняет своего значения. Если перейти от текстовых метафор к реальной жизни, то появление нейтральных мутаций обусловлено двумя механизмами. Чтобы понять их, необходимо вспомнить азы биологии. Основные молекулы, которые обеспечивают все функции живых систем (или частично живых, вроде вирусов), — это белки. Белки — длинные молекулы, составленные из 20 базовых единиц-аминокислот. Последовательности всех белков в зашифрованном виде записаны на молекулах ДНК и РНК — смотря из чего состоит геном конкретного существа. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами — единицами нуклеиновых кислот.

При этом генетический шифр, он же код, избыточен: одну и ту же аминокислоту могут кодировать разные тройки нуклеотидов. И это первая причина, по которой мутации зачастую никак не влияют на работу живых систем, если тройка, получившаяся после изменения, соответствует той же аминокислоте, что исходные три кодирующих нуклеотида. Другой способ получить нейтральную мутацию — изменить аминокислоту так, чтобы новообразованный белок сохранил свои функции. Так происходит, например, если мутация меняет аминокислоту где-нибудь на периферии белка и его работоспособность остается такой же или почти такой же. Если сравнить белок с автомобилем, то такая нейтральная мутация меняет, скажем, цвет кузова или форму фар.

Иногда свойства белка меняются так, что его новые функции приносят живому существу или вирусу ощутимую выгоду. Например, если вирусу для проникновения в клетку необходимо ухватиться за какой-нибудь вырост на ее поверхности, полезной окажется мутация, которая повышает его «липучесть», например за счет того, что «хватающий» вирусный белок прочнее цепляется за торчащий белок клетки.

Способствовать появлению исключительно полезных мутаций вирусы — как и любые другие существа — не могут. Мутация — всегда случайность, так что она может оказаться как выгодной, так и вредной или нейтральной. Но если в некоем организме мутации происходят очень часто, вероятность появления «правильных» мутаций за тот же отрезок времени возрастает (правда, не для этого конкретного организма, а для вида в целом). Для мутирующего частота появлений полезных, вредных и нейтральных мутаций остается неизменной, но так как в целом изменений оказывается намного больше, увеличиваются и шансы возникновения «правильных» мутаций. Вирусы могут увеличивать свою мутагенность{2} разными способами — например, фермент РНК- или ДНК-полимераза, который копирует их геномы, часто работает халтурно, допуская намного больше ошибок, чем, скажем, ферменты человека или лошади. Кроме того, геном многих вирусов не обязательно записан в стабильной двуцепочечной молекуле ДНК, как у всех остальных живых организмов. Вирусы могут хранить свою наследственную информацию в одноцепочечной ДНК или даже в РНК. Эти молекулы куда менее стабильны, и изменения в них происходят гораздо чаще, чем в ДНК. Особенно склонна к переменам РНК: некоторые РНК-содержащие вирусы мутируют в миллион(!) раз быстрее, чем их хозяева[1]. Такие рекордсмены по мутациям балансируют на грани допустимого: если еще немного увеличить скорость изменений, вирус погибнет, так как с огромной вероятностью за несколько циклов размножения мутации выведут из строя его ключевые ферменты. Мутационной дерзостью РНК-содержащих вирусов пользуются ученые, разрабатывающие средства борьбы с ними (мы подробнее поговорим об этом в разделе, посвященном лекарствам против коронавируса). Как вы уже догадались, его геном записан именно в молекуле РНК.

Счастливчики, которым достались полезные мутации, имеют больше шансов заразить новых хозяев и размножиться. Этот процесс — преимущественное выживание организмов, которые оказались более приспособленными к текущим условиям, — лежит в основе эволюции. И благодаря тому, что вирусы мутируют очень быстро — на порядки быстрее других организмов, — их эволюция также происходит стремительно. Скажем, еще вчера вирус умел размножаться только в летучих мышах, а уже сегодня хоп! — и научился проникать в клетки человека и реплицироваться в них (в реальности речь идет о более долгих сроках, но общий смысл таков).

Сочетание двух этих качеств — стремительного размножения и столь же стремительного мутирования — обеспечивает вирусам эволюционное процветание и звание лучших паразитов всех времен и народов. Благодаря первому инфекция развивается очень быстро, второе позволяет уходить от иммунного ответа и завоевывать новых хозяев. Да, бактерии тоже умеют быстро делиться и меняться, но от вирусов они отстают, условно говоря, на целую голову (если бы у кого-нибудь из них была голова). Ко всему прочему, до бактерий проще добраться, так как они не сидят внутри клеток.

Рис. 1. Множество вирусов есть у всех групп живых существ на планете — и даже у самих вирусов

Доказательство фантастической успешности вирусов — их зашкаливающее количество. И хотя точно подсчитать, сколько именно вирусов на планете, невозможно, согласно некоторым прикидочным оценкам[2], только в океане примерно четыре нониллиона вирусов. Нониллион — это единица с 30 нулями. Представить настолько гигантское число очень трудно, но, например, наше Солнце весит два нониллиона килограммов. Обитают вирусы, разумеется, не сами по себе, а внутри живых организмов: на планете нет существ, которые не были бы освоены вирусами. Звери, птицы, растения, грибы, бактерии — и даже сами вирусы: у всех них есть множество собственных вирусов, вызывающих всевозможные патологии. Некоторые вирусы строго специфичны и поражают только один вид, другие не столь разборчивы и могут перескакивать с хозяина на хозяина, приводя к появлению новых болезней. Именно так произошло с SARS-CoV-2.

Глава 2. Как устроен коронавирус

Строение

Как мы выяснили в предыдущей главе, вирусы завоевали мир благодаря высокой скорости размножения и повышенной мутагенности. При этом, если главные конкуренты вирусов за планетарное господство — люди — осваивают новые территории при помощи разнообразных сложных технологических устройств, вирусы, наоборот, достигают своей цели за счет предельного упрощения, правда очень затейливого. Все до единого вирусные гены работают только на одну задачу — заселить как можно больше клеток и синтезировать максимально возможное количество вирусных частиц, которые, в свою очередь, будут инфицировать всё новые и новые клетки. Самые маленькие геномы у РНК-содержащих вирусов: рекордсмены минимизации вроде вируса гепатита D обходятся всего 1700 нуклеотидами (генетическими буквами). Для сравнения: в геноме человека больше 3 млрд пар нуклеотидов.

Геном коронавирусов тоже записан в молекуле РНК, однако они самые крупные представители этой группы: в среднем у них около 29 000 нуклеотидов. В геномной РНК SARS-CoV-2 29 900 нуклеотидов, и они кодируют 16 генов. Часть из них — гены, обеспечивающие синтез собственных белков вируса, остальные нужны для того, чтобы хакнуть геном клетки, заставив ее работать в режиме вирусной фабрики, а также для обмана клеточных защитных систем. Все эти «хитрые» гены и белки возникли в результате длительного сосуществования коронавирусов и их хозяев: каждая новая придумка паразита, облегчающая его проникновение в клетку или размножение, повышала шансы именно этой вирусной разновидности остаться в ходе эволюции. В результате такой позиционной войны виновник нынешней пандемии получился весьма хитроумным и коварным.

Рис. 2. Частица SARS-CoV-2 — ограниченная липидной мембраной сфера размером около 95 нм без учета торчащих наружу тримеров спайк-белка и 120–130 нм с ними. Внутри компактно упакована геномная РНК, намотанная на каркас из N-белка — в реальной вирусной частице она занимает внутреннее пространство почти целиком. SARS-CoV-2 не слишком похож на другие человеческие коронавирусы — геном ближайшего родственника SARS отличается на целых 20 %. Зато с одним из коронавирусов летучих мышей RaTG13 он схож на 96 %. Не исключено, что ученым удастся найти в рукокрылых еще более близкие вирусы, от которых мог произойти SARS-CoV-2

Хотя на первый взгляд так не скажешь. С виду SARS-CoV-2 устроен точно так же, как и множество других вирусов. Это сферическая частица со средним диаметром около 120 нанометров, покрытая многочисленными выростами. Утверждается, что благодаря им коронавирусы выглядят как маленькие короны (отсюда и название), но вообще-то куда больше они напоминают морскую мину — да и по смыслу морская мина ближе{3}. Крупные выросты образованы так называемым шиповидным белком, он же спайк-белок, или S-белок (от английского spike — шип). С его помощью коронавирус цепляется за клеточные белки-рецепторы, которые выступают далеко за поверхность клетки. Выросты помельче — это структурный M-белок (от английского membrane protein, мембранный белок). Есть еще E-белок (от английского envelope protein, белок оболочки), который почти совсем не выдается за пределы сферы. M-, S- и E-белки погружены в липидную (жировую) мембрану, которая отделяет внутренность вирусной частицы от окружающей среды. То есть фактически вирус — это пузырек, стенка которого образована липидными молекулами с вкраплениями белков. Причем мембрана у вируса не своя, а позаимствованная у предыдущего хозяина: синтез липидов — сложный многостадийный процесс, требующий множества ферментов, генов которых у паразита нет. Внутри пузырька находится вирусная РНК, намотанная на каркас из N-белка (от английского nucleocapsid protein, белок нуклеокапсида). И это всё.

Проникновение

Несмотря на такую аскетичность, вирусная частица SARS-CoV-2 имеет все необходимое, чтобы весьма эффективно проникать в клетки организма-хозяина. Главными воротами, через которые вирус попадает внутрь, являются рецепторы ACE2, или, по-русски, АПФ2, что расшифровывается как ангиотензин-превращающий фермент 2. Вместе с ангиотензин-превращающим ферментом 1 (АПФ1, или ACE) ACE2 входит в так называемую ренин-ангиотензиновую систему, которая регулирует кровяное давление. Никакого глобального смысла в том, что вирус цепляется именно за ферменты системы, ответственной за давление, нет: скорее всего, ACE2 стал мишенью вируса случайно в ходе многочисленных циклов адаптации паразита к клеткам хозяина.

Рецепторы ACE2 — трансмембранные белки{4}, то есть они погружены в наружную клеточную мембрану, которая отграничивает клетки животных от окружающей среды. Они есть на клетках дыхательных путей, тонкого кишечника, стенок сосудов (эндотелия), яичек и некоторых других{5}. Это теоретически означает, что SARS-CoV-2 может проникать во все эти органы, и действительно, было установлено, что вирус умеет внедряться, например, в клетки кишечника и яичек. Но эти локации вирусу по каким-то причинам не нравятся: если он и размножается там, то не слишком активно, не вызывая развития серьезных патологических процессов. А вот в клетках дыхательных путей, и особенно в клетках легких, SARS-CoV-2 разворачивает бурную деятельность.

Коронавирус цепляется за выступающий над поверхностью клеток ACE2 при помощи своего S-белка. В связывании участвует не весь белок, а его наружная расширенная часть — ее называют S1-фрагментом. Непосредственно с рецептором взаимодействует RBD-участок (receptor binding domain — домен, ответственный за связывание с рецептором), который очень точно прилегает к ACE2, повторяя все его выемки и впадины. Ученые любят называть такое точное присоединение взаимодействием типа ключ — замок.

Альтернативный путь

ACE2 — не единственный рецептор, прилипнув к которому SARS-CoV-2 может проникнуть в клетки. В марте 2020 года ученые обнаружили[4], что этот коронавирус умеет цепляться за рецепторы CD147. Но вот загвоздка: CD147 почти не встречаются на поверхности клеток дыхательных путей. Зато этих рецепторов много на иммунных клетках, в некоторые из которых, как было показано группой исследователей из Китая и США[5], вирус может проникать. Пока до конца не ясно, использует ли он при этом CD147 или, может быть, какой-то третий тип рецепторов. Но сама возможность вторжения коронавируса в иммунные клетки вызывает настороженность, потому что именно разбаланс иммунного ответа является основной причиной смерти от SARS-CoV-2. Впрочем, похоже, что проникновение в иммунные клетки — необязательный и уж точно не основной механизм патогенеза вируса. О том, как именно SARS-CoV-2 влияет на иммунитет, мы подробнее поговорим в главе «Что коронавирус делает с нами».

Самого по себе связывания с ACE2 уже достаточно для проникновения. Разумеется, не каждая вирусная частица, зацепившаяся за рецептор, сумеет попасть внутрь клетки, однако при существенном количестве вируса довольно у многих это получится. Но коварные вирусы придумали{6} дополнительный механизм, радикально увеличивающий шансы на проникновение: они используют сидящие в мембране протеазы{7} — ферменты, расщепляющие белки. Такие протеазы чрезвычайно важны для клетки, так как очень многие белки изначально синтезируются в виде полуфабрикатов — длинных аминокислотных цепей. Для того чтобы перевести такие заготовки в рабочую форму, их нужно разрезать в одном или нескольких местах — иногда чтобы откусить лишний хвостик, иногда потому, что свернуться в молекулы правильной формы могут только короткие цепочки. Множество таких протеаз находится в мембране большой внутриклеточной фабрики всевозможных полезных веществ под названием аппарат Гольджи. Но некоторые выносятся на внешнюю мембрану, вероятно для того, чтобы завершить процесс производства белков, которые активны на поверхности клетки или выделяются вовне, например, разнообразных сигнальных молекул. Еще часть протеаз оказывается на внешней мембране как побочный продукт внутриклеточной логистики — ферменты попадают туда в пузырьках с разными экспортными белками, регулярно поставляемыми из аппарата Гольджи.

Протеазе все равно что расщеплять, лишь бы у белка была определенная последовательность, которую она узнаёт и режет. Хитрый коронавирус обзавелся сразу несколькими такими последовательностями в своем спайк-белке. После того как SARS-CoV-2 связывается с клеточным рецептором, он «подставляет» эти последовательности протеазам — и те простодушно расщепляют S-белок в нужных местах. Как предполагается, после этого конформация (форма) образовавшихся кусочков изменяется таким образом, что вся вирусная частица подтаскивается максимально близко к поверхности клетки и коронавирусу остается только слить свою мембрану с клеточной — точно так же, как сливаются вместе две капли масла, плавающие на воде. По другой гипотезе, вирус попадает внутрь клетки путем эндоцитоза, то есть как бы проваливается в выпячивающийся внутрь клетки мембранный пузырек[6]. Но как бы то ни было, содержимое вирусной частицы оказывается внутри клетки.

Использовать клеточные протеазы для проникновения внутрь умеют многие вирусы: например, злобный родственник нынешнего коронавируса SARS (вирус, вызвавший вспышку атипичной пневмонии в 2002–2004 годах) эксплуатировал протеазу под названием TMPRSS2. Но SARS-CoV-2 не ограничился одной протеазой. В его спайк-белке вдобавок к последовательности, узнаваемой TMPRSS2, есть фрагмент, который расщепляет клеточная протеаза фурин. Предполагается, что готовность «работать» сразу с двумя протеазами делает нынешний коронавирус намного более заразным, чем его предшественник: если почему-либо TMPRSS2 окажется недоступна, он всегда сможет воспользоваться альтернативной протеазой[7]. Более того, благодаря использованию протеаз SARS-CoV-2 скрывается от иммунной системы. Важнейшая часть вирусной оболочки, на которую реагируют различные иммунные компоненты, в том числе антитела, — RBD-фрагмент. До того как какая-нибудь из протеаз расщепит спайк-белок, этот кусочек находится в «лежачей» конформации и практически не выдается наружу. После взаимодействия с протеазой RBD-фрагмент поднимается над поверхностью и его можно легко обнаружить, но в этот момент вирус уже сливается с клеточной мембраной, и, для того чтобы его обезвредить, необходимо привлекать другие рода иммунных войск[8].

Невольный помощник

Различные протеазы используют в своих целях многие вирусы. Фурин печально знаменит тем, что сотрудничает с особо неприятными из них. Сайт (специфический участок) для расщепления фурином есть, например, у высокопатогенных штаммов птичьего гриппа. Его несет находящийся на поверхности вирусной частицы белок гемагглютинин. После того как сидящий на внешней мембране клетки фурин разрежет гемагглютинин на две субъединицы, на одной из них формируется участок, облегчающий слипание вирусной и клеточной мембран. Еще раз вирус птичьего гриппа использует фурин для того, чтобы более эффективно выпускать наружу новосинтезированные вирусные частицы — в этом случае работа пептидазы облегчает слияние вирусной и клеточной мембран изнутри клетки. Помогает фурин и вирусу иммунодефицита человека (ВИЧ): один из белков его оболочки синтезируется в виде полуфабриката и нуждается в разрезании фурином. Белки флавивирусов, к которым относятся возбудители таких опасных болезней, как энцефалит, желтая лихорадка или лихорадка денге, также расщепляются фурином в процессе сборки вирусных частиц.

Удобную протеазу научились использовать не только вирусы: многие бактерии с ее помощью активируют свои токсины. Фурин расщепляет на две субъединицы А и В токсин дифтерийной палочки, после чего субъединица А отправляется в ядро и тормозит процессы, необходимые для синтеза клеточных белков (сам синтез белков идет в цитоплазме, но для его регуляции необходима работа определенных ядерных генов). После того как фурин разрежет на три части токсин сибирской язвы, структурная часть получившихся кусочков формирует канал, через который ядовитые фрагменты проникают в цитоплазму[9].

Казалось бы, такой вредный для клетки белок должен исчезнуть под давлением отбора, но увы, фурин и другие протеазы играют важнейшую роль в работе клеток и развитии эмбрионов, поэтому животным приходится носить в себе такую мину. По этой же причине — из-за участия фурина во множестве физиологических процессов — его вряд ли получится использовать как мишень для потенциального лекарства от COVID-19, хотя в экспериментах на культурах клеток и показано, что его блокировка уменьшает инфекционность SARS-CoV-2. Предыдущие попытки применить ингибиторы фурина (вещества, которые «выключают» его) для лечения других заболеваний показали, что такой подход дает множество побочных эффектов[10],[11].

Размножение

Попасть внутрь клетки — половина дела. Цель вируса — создать как можно больше собственных копий, которые смогут распространиться и заразить другие клетки. Для этого необходимо синтезировать тысячи новых молекул РНК[12] для загрузки в вирусные частицы, а также все необходимые белки. Своих ресурсов для этого у коронавируса нет, зато есть инструменты, при помощи которых он может заставить клетку выполнить требуемые задачи. Эти инструменты — особые белки, которые переключают клетку из нормального режима работы в режим пособничества вирусу. Информация об аминокислотной последовательности таких хакерских белков закодирована в вирусной геномной молекуле РНК, причем это сделано крайне изобретательно. Чтобы впихнуть все необходимые данные в относительно небольшой геном, коронавирус (и не он один) использует хитрую комбинаторику. Его гены не записаны в молекуле РНК один за другим: они расположены внахлест — то есть перекрываются. Благодаря такому сжатию в одной и той же РНК умещается информация о большем количестве белков, чем если бы гены шли подряд. Если вы готовы немного погрузиться в биологию, чтобы разобраться, как именно вирусы извлекают информацию из перекрывающихся генов, читайте врезку ниже. Если нет — пропустите ее и переходите к следующему абзацу.

Сдвинуть и разрезать

Заложенную в молекуле РНК информацию считывает клеточная молекулярная машина рибосома. Она выглядит как округлая коробочка с длинной щелью, сквозь которую протягивается нить РНК. В активной рабочей зоне щели в каждый момент времени находятся три нуклеотида — буквы генетического кода. Как вы помните из главы 1, каждая такая тройка кодирует одну аминокислоту — базовую единицу белка. Вокруг рибосомы в цитоплазме плавают все 20 аминокислот, которые переносит специальный транспорт — особым образом свернутые маленькие молекулы РНК. Их называют тРНК, и каждой аминокислоте соответствует строго определенная тРНК. Аминокислоты на своем транспорте могут заплывать в щель рибосомы. Если оказавшаяся там аминокислота «правильная», то есть кодируется именно той тройкой нуклеотидов, которые в этот момент сидят в центре щели, тРНК «прилипнет» к ним и рибосома присоединит переносимую этой тРНК аминокислоту к растущей белковой цепи. После этого рибосома сдвинется по молекуле РНК на три нуклеотида и процесс будет повторяться до момента, пока машинка по синтезу белка не наткнется на стоп-кодон — определенную тройку нуклеотидов, на которых она отвалится от РНК.

Для того чтобы рибосома могла синтезировать с одной РНК несколько белков, вирусы используют хитрый трюк. Недалеко от стоп-кодона последовательность их РНК устроена таким образом, что легко закручивается в петлю. Рибосома умеет расплетать такие структуры, но на это ей требуется время. Петля только часть ловушки. Непосредственно перед ней находится особый участок РНК, который называют скользким. Он состоит из идущих подряд одинаковых букв, и, когда рибосома разбирается с петлей, она может случайно сдвинуться на одну букву, не заметив этого. Раскрутив петлю, рибосома продолжит синтез белка, но его последовательность окажется измененной, так как все следующие тройки нуклеотидов тоже будут сдвинуты на одну букву. В случае SARS-CoV-2 именно так синтезируются белковые цепи ORF1a и ORF1b (см. рис. 3). ORF1a рибосома строит как положено — от начала цепи до стоп-кодона. ORF1b получается, когда она запинается на расположенной ближе к концу ORF1a петле, перескакивает на одну букву и доделывает цепь до стоп-кодона в конце ORF1b. Таким образом, после нескольких циклов синтеза в клетке оказываются более короткие цепи ORF1a и длинная цепь ORF1ab, которая почти целиком включает ORF1a — кроме нескольких последних нуклеотидов, на которых рибосома соскользнула, — и всю цепь ORF1b.

Рис. 3. Благодаря различным приемам сжатия контента в относительно небольшом геноме SARS-CoV-2 закодировано очень много информации. Попав в клетку, вирус первым делом подставляет рибосомам левую часть своей РНК. Они синтезируют с нее две длинные полипептидные цепочки ORF1a и ORF1b, причем часть последовательности ORF1b находится внутри ORF1a, но сдвинута на несколько нуклеотидов. Оставшиеся белки синтезируются с другого конца геномной РНК (так называемый 3’-конец) по одному — то есть для каждого из них РНК-зависимая РНК-полимераза сначала создает отдельную мРНК, на основе которой рибосома строит белок. Полимераза начинает считывать информацию с 3’-конца, доходит до одной из последовательностей TRS-B, пробуксовывает на них и либо сразу перепрыгивает на участок TRS-L, где заканчивает синтез, либо считывает информацию дальше — до следующего участка TRS-B.

UTR — untranslated region, нетранслируемые области, «сервисные» участки РНК. Белки их не синтезируются, но эти регионы необходимы для регуляции процесса.

PolyA — поли(А) — хвост, участок РНК, составленный только из аденина. Необходим для регуляции жизненного цикла молекулы РНК

Сначала с вирусной РНК клеточными рибосомами синтезируются две длинные белковые цепи ORF1a и ORF1ab (см. рис. 3), причем вторая половина длинной цепи оказывается сдвинута относительно первой из-за того, что рибосома поскальзывается на особой последовательности и продолжает синтез уже с нового места. Эти цепи разрезаются на отдельные белки, которые выполняют две задачи: 1) обеспечить бесперебойный синтез всех компонентов вирусных частиц и 2) не дать клетке-хозяину сообщить иммунной системе, что произошло заражение. Разрезает ORF1a и ORF1ab находящаяся в них же вирусная протеаза. После того как зараженная клетка порабощена, синтезированный с вирусной РНК фермент со сложным названием РНК-зависимая РНК-полимераза считывает со второй половины той же РНК оставшиеся гены — это в основном гены структурных белков, необходимых для сборки вирусных частиц. И уже на основе образовавшихся коротких молекул РНК рибосомы строят вирусные белки. Синтезировать белки непосредственно с исходной вирусной РНК нельзя: их последовательности как бы накладываются друг на друга (здесь вирус тоже использует сжатие информации), поэтому ген каждого белка нужно получить в виде отдельной молекулы РНК. Сложное объяснение — во врезке, его опять же можно пропустить.

Геномные прыжки

В случае с синтезом коротких РНК SARS-CoV-2 механизм получения множества молекул с одной матрицы иной. РНК-зависимая РНК-полимераза начинает считывать информацию с «правого» конца большой вирусной РНК (см. рис. 3). В какой-то момент она доходит до особой последовательности TRS (transcription-regulating sequence — последовательность, регулирующая транскрипцию, то есть синтез РНК) и пробуксовывает на ней из-за особой структуры TRS. Дальше полимераза либо продолжает считывать информацию до следующей TRS, либо перепрыгивает сразу на «левый» концевой участок, где особый сигнал заставляет ее прекратить работу. Прыжок или продолжение — вероятностные процессы, и после нескольких циклов в цитоплазме нарабатываются РНК всех генов второй половины исходной РНК.

Полный список белков коронавируса SARS-CoV-2 и их функции описаны в таблице 1. Аббревиатурой nsp обозначают неструктурные белки (от английского non-structural proteins). К ним относятся сервисные белки вируса вроде РНК-зависимой РНК-полимеразы и белков, обеспечивающих сборку вирусных частиц, а также nsp, выключающие собственный метаболизм клетки и мешающие ей позвать на помощь иммунную систему. Остальные белки составляют каркас вирусной частицы.

В геноме SARS-CoV-2 видны еще три последовательности, с которых, теоретически, могли бы считываться белки — ORF9c, ORF10 и ORF14. Но действительно ли они «работают», или это просто артефакт — неизвестно.

[I] M.-P. Egloff et al., «The severe acute respiratory syndrome-coronavirus replicative protein nsp9 is a single-stranded RNA-binding subunit unique in the RNA virus world», Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 101, no. 11, pp. 3792–3796, Mar. 2004.

[II] Y. Wang et al., «Coronavirus nsp10/nsp16 Methyltransferase Can Be Targeted by nsp10-Derived Peptide In Vitro and In Vivo To Reduce Replication and Pathogenesis», J. Virol., vol. 89, no. 16, pp. 8416 LP-8427, Aug. 2015.

[III] Там же.

[IV] V. D. Menachery, K. Debbink, and R. S. Baric, «Coronavirus non-structural protein 16: Evasion, attenuation, and possible treatments», Virus Res., vol. 194, pp. 191–199, Dec. 2014.

[V] K. Siu et al., «Severe acute respiratory syndrome Coronavirus ORF3a protein activates the NLRP3 inflammasome by promoting TRAF3-dependent ubiquitination of ASC», FASEB J., vol. 33, no. 8, pp. 8865–8877, Aug. 2019.

[VI] Y. Konno et al., «SARS-CoV-2 ORF3b is a potent interferon antagonist whose activity is further increased by a naturally occurring elongation variant», bioRxiv, p. 2020.05.11.088179, Jan. 2020.

[VII] D. Schoeman and B. C. Fielding, «Coronavirus envelope protein: current knowledge», Virol. J., vol. 16, no. 1, p. 69, Dec. 2019.

[VIII] «UniProtKB — P59637 (VEMP_CVHSA). Envelope small membrane protein», UniProt. [Online]. Available: https://www.uniprot.org/uniprot/P59637. [Accessed: 14-Aug-2020].

[XI] M. Frieman, B. Yount, M. Heise, S. A. Kopecky-Bromberg, P. Palese, and R. S. Baric, «Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus ORF6 Antagonizes STAT1 Function by Sequestering Nuclear Import Factors on the Rough Endoplasmic Reticulum/Golgi Membrane», J. Virol., vol. 81, no. 18, pp. 9812–9824, Sep. 2007.

[X] J. K. Taylor et al., «Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus ORF7a Inhibits Bone Marrow Stromal Antigen 2 Virion Tethering through a Novel Mechanism of Glycosylation Interference», J. Virol., vol. 89, no. 23, pp. 11820–11833, Dec. 2015.

[XI] S. R. Schaecher and A. Pekosz, «SARS Coronavirus Accessory Gene Expression and Function», in Molecular Biology of the SARS-Coronavirus, Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2010, pp. 153–166.

[XII] C.-S. Shi et al., «SARS-Coronavirus Open Reading Frame-9b Suppresses Innate Immunity by Targeting Mitochondria and the MAVS/TRAF3/TRAF6 Signalosome», J. Immunol., vol. 193, no. 6, pp. 3080–3089, Sep. 2014.

[XIII] C.-S. Shi, N. R. Nabar, N.-N. Huang, and J. H. Kehrl, «SARS-Coronavirus Open Reading Frame-8b triggers intracellular stress pathways and activates NLRP3 inflammasomes», Cell Death Discov., vol. 5, no. 1, p. 101, Dec. 2019.

Глядя на таблицу 1, можно подумать, что мы уже очень много знаем о белках SARS-CoV-2. На самом деле это не так. Большинство представленных здесь сведений получены учеными, исследовавшими вирус SARS. Геномные последовательности SARS и SARS-CoV-2 сходны на 79 %[13], и большинство белков практически неотличимы друг от друга. Но очевидно, с каждым месяцем исследователи будут лучше разбираться в подрывной деятельности нового коронавируса. Так, предварительный анализ взаимодействия белков SARS-CoV-2 с белками клетки показал, что даже безобидные структурные белки теоретически могут вмешиваться в те или иные иммунные процессы[14]. Чем лучше мы будем понимать, как именно коронавирус воздействует на организм, тем больше у нас будет потенциальных слабых мест, на которые можно нацеливать лекарства.

Об одном белке нового коронавируса нужно упомянуть отдельно. Это nsp14 — фермент, умеющий исправлять ошибки, допущенные при копировании вирусных РНК. В первой главе мы говорили, что РНК-содержащие вирусы отличаются повышенной склонностью мутировать. Одна из причин — помимо нестабильности самой молекулы РНК — это крайне неряшливая работа РНК-зависимой РНК-полимеразы, фермента, который синтезирует новые копии вирусной РНК. По сравнению, например, с ДНК-полимеразами, которые копируют молекулы ДНК, она допускает колоссально много ошибок{8}. Так много, что это угрожает выживанию вируса: если не исправлять их, очень быстро последовательность изменится настолько, что на ее основе нельзя будет синтезировать ни одного работающего белка. Поэтому коронавирусы обзавелись ферментом-пруфридером (от английского proofreading, то есть правка текста корректором, в ходе которой он исправляет ошибки). Он «видит» неправильно вставленные РНК-полимеразой нуклеотиды и вырезает их. После этого полимераза вновь пытается вставить в это место нуклеотид — и так как ошибается она, все же, не каждый раз, со второй попытки опечатка часто исчезает. Впервые исправляющий ошибки белок обнаружили у SARS, и, похоже, это уникальная придумка именно коронавирусов. По крайней мере, ни у каких других РНК-вирусов такого фермента не найдено.

Молекулярный диверсант

Успех SARS-CoV-2 во многом связан с его способностью обманывать клеточные противовирусные механизмы. Этим занимаются минимум девять вирусных белков (см. табл. 1). Часть из них мешают клетке синтезировать интерфероны, часть маскируют вирусные РНК так, чтобы они стали неотличимы от клеточных, часть уничтожают следы деятельности вируса (двуцепочечные РНК), которые выдают его специальным белкам-«охранникам». Некоторые из этих механизмов были у SARS и MERS, но один является абсолютным эксклюзивом нынешнего коронавируса: последовательность ORF8 кодирует белок, который не дает клетке выставлять на поверхности фрагменты собственных белков[15]. Такая самопрезентация — чрезвычайно важный механизм, позволяющий иммунной системе вовремя заметить и уничтожить подозрительные клетки, неважно, завелся в них вирус или они мутировали и готовятся стать раковыми. Каждая клетка нашего организма — как и организмов всех позвоночных животных — в обязательном порядке отчитывается перед клетками иммунной системы с неприятным названием Т-киллеры (или цитотоксические Т-лимфоциты). Для этого клетка разрезает небольшой процент всех белков, которые обнаружит у себя в цитоплазме, на небольшие кусочки и выставляет их на поверхность на особых белках MHC I (major histocompatibility complex class I, белки главного комплекса гистосовместимости класса I). Т-киллеры регулярно наведываются к MHC I, и, если какой-нибудь из выложенных фрагментов покажется им неправильным (то есть совпадет с чужеродным белковым мотивом, на который настроен каждый Т-киллер), клетку немедленно убивают. ORF8 мешает клетке производить MHC I, направляя свежесинтезированные белки главного комплекса гистосовместимости класса I в лизосомы — заполненные «едкими» ферментами пузырьки, в которых клетка уничтожает всякий мусор. Уменьшая количество MHC I, SARS-CoV-2 минимизирует шансы, что какой-нибудь из них подцепит и выставит на обозрение Т-киллерам фрагмент вирусного белка.

Похожими трюками балуются и другие неприятные вирусы, например ВИЧ и аденовирус. И хотя клетки с подозрительно малым количеством MHC I на поверхности тоже уничтожаются иммунной системой, но, пока она заметит, что белков не хватает, пройдет достаточно много времени и вирус успеет как следует размножиться. Отчасти с этим связана высокая патогенность SARS-CoV-2: раз попав в организм, он с ходу обманывает иммунную систему и выигрывает критические первые часы, пока вирусных частиц еще мало и иммунитет мог бы задавить инфекцию в зародыше.

Выход из клетки

Новые вирусные частицы собираются не просто в цитоплазме: SARS-CoV-2 организует фабрику по их производству в особом отделе клетки — эндоплазматическом ретикулуме. Это огромный лабиринт, стенки которого сделаны из той же мембраны, что и клеточная оболочка. В эндоплазматическом ретикулуме клетка синтезирует часть белков и снабжает их особыми метками-«пропусками», направляющими эти белки в разные клеточные «департаменты». В том числе упакованные в мембранные пузырьки экспортные белки отправляются во внешнюю среду. Ферменты вируса приостанавливают синтез собственных клеточных белков и оккупируют эндоплазматический ретикулум. Свежесинтезированные структурные белки SARS-CoV-2 встраиваются в мембранные пузырьки, внутрь загружается намотанная на N-белок вирусная РНК — и новая вирусная частица готова. Множество вирусов набиваются в большой мембранный пузырек — такой же, в который в норме клетка упаковывает свои «экспортные» белки, — и плывут к наружной мембране. Пузырек сливается с ней, и паразиты выходят в межклеточное пространство искать новых жертв. Жизненный цикл коронавируса повторяется.

Рис. 4. После того как спайк-белок вируса связывается с рецепторами ACE2 (1), клеточная протеаза фурин или TMPRSS2 разрезает спайк (не показано на рисунке) и вся частица подтягивается ближе к поверхности клетки. Изначально предполагалось, что после этого ее мембрана сливается с клеточной ((2), верхняя стрелка), но позже появились данные, что вирус попадает внутрь клетки путем эндоцитоза ((2), нижняя стрелка). Оказавшись в клетке, вирус выпускает наружу свою геномную РНК, которая выходит из эндосомного пузырька в цитоплазму, где клеточные рибосомы начинают синтезировать с нее длинную полипептидную цепь (3). Один из входящих в нее белков — протеаза, и она разрезает цепь на отдельные белки (4). В том числе протеаза высвобождает РНК-зависимую РНК-полимеразу, которая немедленно начинает синтезировать новые копии вирусной геномной РНК (5.а) и оставшиеся вирусные сервисные и структурные белки (5.б). Последние отправляются в эндоплазматический ретикулум, где происходит сборка новых вирусных частиц (6). Она продолжается в аппарате Гольджи, а затем в заготовки будущих вирусов загружается геномная РНК и уплотняется, наматываясь на пришедший из цитоплазмы новосинтезированный N-белок (7). В мембранных (эндосомных) пузырьках готовые частицы подплывают изнутри к клеточной мембране, пузырьки сливаются с ней, и новые вирусные частицы оказываются снаружи клетки (8)

Почему SARS-CoV-2 такой особенный

Описанные выше трюки коронавируса выглядят весьма хитроумными, но в действительности примерно так ведут себя очень многие вирусы. За миллиарды лет гонки вооружений со своими хозяевами они идеально отточили навыки захвата и порабощения чужих клеток{9}. И все же у некоторых вирусов это получается лучше остальных. Например, из семи известных коронавирусов, которые способны заражать человека, только три — SARS, MERS и нынешний SARS-CoV-2 — представляют серьезную опасность, остальные же вызывают банальные простуды. SARS убил 10 % всех заразившихся, MERS — 34 %, от SARS-CoV-2 умирает, видимо, около 1 % инфицированных (точнее подсчитать можно будет только после того, как закончится активная фаза эпидемии). При этом пандемию устроил самый безобидный из «суровых» коронавирусов — SARS-CoV-2, — потому что научился отлично передаваться от человека к человеку. SARS и тем более MERS делали это существенно хуже.

Почему именно эти три вируса выбились в печальные лидеры и что такого особенного есть в SARS-CoV-2? Как минимум частично на эти вопросы ответил[16] один из самых цитируемых биоинформатиков мира Евгений Кунин. Он и его группа решили выяснить, чем смертельные коронавирусы отличаются от остальных. Исследователи сравнили геномные последовательности всех семи «человеческих» коронавирусов и обнаружили 11 участков, которые отличают высоколетальные штаммы от нелетальных. Эти участки находились в N-белке — на него в вирусной частице намотана РНК — и шиповидном S-белке, том самом, который отвечает за связывание вируса с клеточным рецептором ACE2. По сравнению с безобидными коронавирусами, N-белок у опасных штаммов лучше проникает в ядро, так как у него «прицельно» изменяется особая последовательность (NLS-участок, nuclear localization sequence), которую узнают белки, насквозь пронизывающие ядерную мембрану и избирательно пропускающие в и из ядра те или иные соединения.

То, что коронавирусные N-белки несут NLS-участки и умеют проникать в ядро клетки, которую они заразили, известно давно. Но вот зачем им это нужно — до сих пор не ясно. Геном коронавирусов записан в молекуле РНК, и для его прочтения и тем более намотки на нуклеокапсидный белок проникать в ядро не нужно: все необходимые клеточные ферменты есть в цитоплазме. Одна из гипотез предполагает, что, попав в ядро, N-белки каким-то образом влияют на считывание собственных клеточных генов — например, мешают зараженной клетке привлекать клетки иммунной системы. Косвенно эту гипотезу подтверждает факт повышенной патогенности свиных коронавирусов, чьи белки тоже проникают в ядро.

Другие изменения затрагивают непосредственно «хватательную» часть S-белка. Замена нескольких аминокислот делает ее более пластичной — то есть эта область может немного изменять свою трехмерную укладку. Не исключено, что именно повышенная гибкость позволяет ей хорошо прикрепляться не только к летучемышиному рецептору, но и к человеческому. Благодаря такой универсальности уханьский коронавирус мог легко преодолеть межвидовой барьер и перепрыгнуть с летучей мыши на человека. Для сравнения: хватательная часть спайк-белка MERS куда более неповоротлива. Именно поэтому, вероятно, он лишь изредка может перескочить с верблюда на человека и очень плохо передается между людьми.

Неисполнимое желание

Очень многие, в том числе и подкованные в биологии, люди уверены, что со временем все паразиты приспосабливаются к хозяевам и перестают убивать их направо и налево. Увы, но это утверждение не имеет под собой оснований. Начать с того, что эта логика работает только в ситуации, когда хозяев ограниченное количество — а это точно не наш случай. Кроме того, коронавирус лучше всего передается до появления симптомов, пока хозяин в любом случае еще жив (мы подробно обсудим этот вопрос в следующих главах). Ну и наконец, мы в основном видим вокруг себя приспособившиеся друг к другу пары паразит — хозяин (то есть первый использует последнего, но не убивает) не потому, что это обязательный конечный результат паразитизма. Просто пары, которые не приспособились, вымерли. Как вымерли 99,9 % всех видов, которые когда-либо существовали на планете. Во Вселенной нет органа, который бы выдавал гарантии эволюционного успеха, и, если паразит «выбирает» слишком агрессивную стратегию, он вымирает (вместе с хозяевами). Считать, что раз мы наблюдаем в основном умеренный паразитизм, то это и есть эволюционная норма, — классическая ошибка выжившего.

Понимание, какие именно места в белках нового коронавируса определяют его самые опасные черты, может помочь в разработке лекарств или вакцины против него. Пока ученые и медики тестируют в основном уже давно известные вещества, часть из которых обладает общим противовирусным действием (точнее, его вроде бы удается обнаружить в культурах клеток), а часть и вовсе была разработана для борьбы с другими вирусами и для лечения нынешнего их пробуют применять, так сказать, по аналогии. Очевидно, что специфический препарат, прицельно созданный для нейтрализации конкретного патогенного механизма конкретного коронавируса, будет куда эффективнее. И теперь у исследователей есть зацепки, в какую сторону думать для разработки такого препарата. Подробнее поговорим об этом в главах «Где лекарство?» и «Где вакцина?».

Благодаря приличной заразности и относительно высокой летальности SARS-CoV-2 достиг куда больших успехов на пандемической ниве, чем его более смертельные родственники. Можно сказать, что уханьский паразит — «гибрид» опасных и безобидных коронавирусов, удачно сочетающий их лучшие черты. Окажется ли он при этом победителем по вирусному гамбургскому счету — покажет время. Эволюционный успех для вируса определяется его способностью как можно шире распространиться и сохраняться в популяции хозяев как можно дольше. Пока простудные коронавирусы с этой точки зрения выглядят более удачливыми. Они не только куда более распространены, но еще и не подвергаются гонениям, так как почти никогда не убивают хозяев. А на уничтожение SARS-CoV-2 брошены невиданные денежные и человеческие ресурсы. Впрочем, чем окончится предприятие по изведению коронавируса, пока не ясно.

Глава 3. Откуда он взялся

Как бы ни казалось странным, но большинство вирусов мы получили от животных. Впрочем, странным это кажется лишь на первый взгляд. Если поразмышлять еще немного, странной как раз покажется идея уникальных человечьих вирусов. Люди всего лишь один вид из примерно 5,3 млн обитающих на планете эукариот{10} — грубо говоря, всех, кроме вирусов, бактерий и архей[17]. По другим оценкам[18], число видов на Земле ближе к 8,7 млн. А если вспомнить, что примерно 99,9 % всех когда-либо живших видов вымерло, счет пойдет на миллиарды. И даже если отбросить совсем далеких от нас существ вроде растений, грибов, простейших и так далее и оставить только млекопитающих и птиц, цифры все равно будут космическими. И у каждого из этих миллионов видов есть вирусы. С одной стороны, как мы убедились в прошлой главе, раз вцепившись в какого-нибудь хозяина, вирус изо всех сил старается приспособиться к нему, шаг за шагом обходя всевозможные защитные механизмы. Это часто приводит к узкой специализации. Однако, если в результате случайного события патоген окажется в другом организме, который не сможет сразу дать отпор и позволит вирусу хоть немного размножиться, у него появляется колоссальное преимущество перед остальными за счет расширения кормовой базы. Поэтому перескоки вирусов с одного хозяина на другого случаются, хотя и не очень часто. Но, учитывая гигантское число потенциальных хозяев и самих вирусов, даже такие редкие прыжки приводят к тому, что множество вирусов не ограничиваются одним носителем, а умеют заражать сразу несколько порой довольно далеких видов. Уникальная способность вирусов стремительно изменяться дополнительно помогает им, позволяя быстро подстроиться под особенности биохимии нового хозяина.

Такие перескоки порой происходят буквально у нас на глазах. Например, долгие годы ученые были уверены, что парвовирус FPLV (от английского feline panleukopenia virus, вирус панлейкопении кошек) заражает только кошек и енотов. Однако в середине 1940-х болезнь, аналогичная той, что вызывается FPLV, была обнаружена у детенышей норок, причем летальность составила 80 %, примерно столько же, сколько у непривитых котят. Через 30 лет очень похожее заболевание выявили уже у собак, и это была настоящая пандемия, распространившаяся по всему миру за несколько месяцев[19]. Вирус норок назвали MEV, а собачью разновидность — CPV-2. Генетический анализ показал, что MEV и CPV-2 — потомки исходного вируса FPLV: мутации, которые отличают их от предка, позволяют «молодым» вирусам проникать в клетки новых хозяев и уходить от их иммунного ответа[20].

Так что смена вирусом хозяина вполне рядовое событие. И вероятность, что этим новым хозяином окажется человек, очень немаленькая. По крайней мере, именно так было до тех пор, пока люди не отдалились от остальных обитателей планеты. В наши дни, когда самое дикое животное, которое большинство детей встречают в жизни — домашняя кошка, — кажется, что перенос инфекций из нетронутой природы людям маловероятен. Это в корне ошибочное представление.

Несмотря на урбанизацию, люди и животные продолжают тесно общаться. Более того, в последние годы шансы получить неприятные подарки от зверей и птиц только растут[21]. У этой контринтуитивной тенденции множество причин. Человечество увеличивается, и ему нужно место для жизни и выращивания сельскохозяйственных растений и животных. Освобождая территорию для новых деревень, полей и пастбищ, люди вырубают леса и встречаются с их обитателями, которые в норме избегают человека. Благодаря развитой торговле животные и птицы, как мертвые, так и еще нет, попадают в страны, отделенные друг от друга горами, океанами и огромными расстояниями. Еще 100 лет назад таких перевозок было намного меньше. Наконец, изменение климата заставляет множество видов массово мигрировать в новые места обитания. Из 335 новых инфекционных болезней, появившихся в период с 1940 по 2004 год, 60,3 % пришли к нам от животных{11}. Такие болезни называют зоонозами, и 71,8 % из них перескочили на людей от диких животных[22].

Но разные вирусы перепрыгивают с хозяина на хозяина с неодинаковой вероятностью. Среди животных «талант» выращивать способные к межвидовым прыжкам вирусы тоже распределен неравномерно. В случае нынешней эпидемии оба этих фактора максимально благоприятствовали появлению нового человеческого вируса — в том смысле, что сочетание коронавирусов и летучих мышей уже очень давно обещало породить что-нибудь этакое. Впервые об этом всерьез забеспокоилась группа китайских исследователей под руководством Ши Чжэнли из Института вирусологии в Ухане. Исследовательница уже долгие годы изучает вирусы летучих мышей, Ши и ее коллеги регулярно отправляются в экспедиции в самые глухие пещеры Китая, где водятся разные виды этих млекопитающих. Ученые ловят их, привозят в лабораторию, выделяют из крови вирусы и исследуют. За любовь к рукокрылым коллеги прозвали Ши Чжэнли Batwoman, то есть «Женщина — летучая мышь».

В 2005 году Ши и соавторы опубликовали статью[23] в Science, одном из самых авторитетных журналов, где печатаются работы ученых, занимающихся естественными науками. В своем исследовании Ши и коллеги сравнили фрагменты расшифрованных геномов вирусов, выделенных из 408 летучих мышей девяти разных видов, которых они отловили в четырех китайских провинциях. Авторы установили, что, хотя глобально геномы вирусов разных рукокрылых схожи, несколько участков очень сильно отличаются друг от друга. Один из вариабельных фрагментов находился в последовательности S-белка, того самого, который необходим для связывания с рецептором клетки-хозяина и проникновения в нее. Если в общем геномы вирусов разных летучих мышей схожи более чем на 90 %, то в этой части доля отличий возрастала до 40 %. Как отметили Ши и коллеги, столь значительная вариабельность хватательной части S-белка указывает, что мышиные коронавирусы обладают большим потенциалом по части смены хозяев. Главными подозреваемыми, работающими как инкубатор новых вирусов, ученые назвали насекомоядных подковоносых летучих мышей, которые встречаются практически по всему миру. Более того, авторы предложили возможный механизм перескока мышиных вирусов на человека.

Местом встречи коронавирусов подковоносых мышей и их потенциальных хозяев-людей исследователи назвали китайские рынки, где торгуют живностью (в блюдах китайской кухни в качестве ингредиентов используются, кажется, все известные представители флоры и фауны). Сами подковоносы не очень популярны, а вот разнообразные крыланы расходятся в буквальном смысле как горячие пирожки. В дикой природе (а также в вольерах и клетках) крыланы встречаются с подковоносами и могут заражаться их вирусами. Дальнейшее только вопрос времени: через укус, помет или плохо прожаренное мясо паразиты могут относительно легко проникнуть в организм человека. А учитывая склонность коронавирусов к мутациям, и особенно к мутациям в S-белке, вполне может случиться, что любитель экзотических блюд, охотник или продавец получит вирусный штамм, способный цепляться не только за мышиные, но и за человечьи рецепторы.

И хотя точное место, откуда летучемышиные коронавирусы перескочили на людей, неизвестно (версию про уханьский рынок морепродуктов поддерживают не все ученые), само по себе предсказание, что однажды какой-нибудь из сожителей рукокрылых захочет сменить партнера, сбылось с пугающей точностью. Более того, за два года до эпидемии другая группа китайских исследователей привела веские доказательства того, что коронавирусы летучих мышей регулярно предпринимают попытки найти себе новый дом. Изучив образцы крови людей, живущих поблизости от крупных мышиных колоний, исследователи обнаружили у 2,7 % жителей антитела к летучемышиным коронавирусам[24]. Но эти штаммы, очевидно, были не слишком удачливыми и не смогли закрепиться в человеке. В отличие от SARS-CoV-2.

Но почему именно летучие мыши? Что заставило Ши и других ученых сосредоточиться на этих странных животных? Причин сразу несколько. Первая: рукокрылых страшно много. Они составляют около 20 % от всех известных видов млекопитающих. То есть каждый пятый вид млекопитающих на планете — какая-нибудь летучая мышь. Больше видов только у грызунов. Если считать в штуках, цифры тоже впечатляют: рукокрылые любят жить колониями, многие из которых насчитывают десятки миллионов особей, как, например, крупнейшее из известных общежитий летучих мышей в пещере Брэкен возле техасского Остина, где обитают около 30 млн этих животных. Пол и стены мышиных убежищ покрыты густым слоем помета, поэтому в пещеры регулярно наведываются фермеры. Экскременты рукокрылых — ценное (и, главное, бесплатное) удобрение для полей. Версия, что первыми заразившимися были не продавцы летучих мышей, а китайские фермеры, жаждущие удобрять поля биопродуктом, также рассматривается как одна из приоритетных.

Вторая причина — это, похоже, способность летать{12}. Полет — один из самых ресурсоемких видов движения у живых существ. Чтобы получать дополнительную энергию, необходимую для перемещений по воздуху, мыши разогнали свой метаболизм до максимальных оборотов. Биохимически это означает усиленную работу митохондрий — внутриклеточных органелл, ответственных за выработку энергии[25]. Такой режим сопровождается серьезным побочным эффектом — выделением большого количества свободных радикалов (в народе больше известных как активные формы кислорода) — метаболически активных веществ, которые портят все, к чему приближаются. В числе прочего они повреждают ДНК как в самих митохондриях — эти органеллы когда-то были свободноживущими бактериями и сохранили часть генома, — так и в ядре клетки. Предполагается, что в результате этого фрагменты ДНК могут попадать в цитоплазму. В норме этого никогда не происходит, и с точки зрения клетки появление ДНК вне ядра или митохондрий — однозначный признак того, что внутрь пробрался вирус. Обнаружив подобное безобразие, клетка моментально запускает защитный интерфероновый ответ, который, помимо прочего, останавливает синтез белка, чтобы вирус не мог размножиться.

Сенсором, который включает тревожную кнопку в ответ на появление в цитоплазме ДНК, служит белок под названием STING (от английского Stimulator of Interferon Genes, стимулятор интерфероновых генов). И оказалось, что у летучих мышей в последовательности этого белка имеется мутация, из-за которой он работает не так активно[26]. У других млекопитающих такой мутации нет. Измененный STING все равно запускает интерфероновый ответ, но гораздо менее мощный. Кажется, что это должно вредить мышам, но на самом деле ровно наоборот. Излишне интенсивная выработка интерферонов и провоцируемый ею запуск других защитных реакций зачастую вредят организму куда больше собственно вируса. Сегодня мы знаем, что основная причина смертей людей от COVID-19 — гиперактивация иммунной системы и ее последствия. Если бы STING у летучих мышей работал так же, как у других млекопитающих, плохо контролируемая реакция воспаления запускалась бы у них после каждого вылета на охоту. Благодаря мутации в белке STING выработка интерферонов в ответ на подозрительные нуклеиновые кислоты сохраняется, однако поддерживается на умеренном уровне, недостаточном для запуска чрезмерного воспалительного ответа. И это не единственный механизм, защищающий мышей от атаки собственного иммунитета, обнаружившего в цитоплазме ДНК. Недавний анализ показал, что у рукокрылых отсутствует целое семейство генов, участвующих в развитии реакции воспаления в ответ на куски нуклеиновых кислот в неположенном месте[27].

Вероятно, изначально эти приспособительные механизмы возникли как способ обеспечить мышам возможность летать в обход базовых реакций иммунной системы. Но у этих механизмов обнаружился интересный побочный эффект. Научившись игнорировать ДНК в цитоплазме и приглушать защитный ответ, рукокрылые невольно сделали свой организм настоящим курортом для вирусов. Зная о том, что клетки атакуют подозрительные нуклеиновые кислоты, вирусы старательно прячут их в белковую обертку. Но рано или поздно геномную ДНК приходится распаковывать, чтобы с нее могли считываться короткие РНК, на основе которых потом будут синтезироваться вирусные белки — и тут-то ее и замечают клеточные защитные механизмы. Но только не в клетках летучих мышей: в них вирусы могут «оголяться» совершенно спокойно, не опасаясь гнева иммунной системы.

Тариф «безопасное размножение» действует и для РНК-содержащих вирусов. Хотя сами они не содержат ДНК{13}, на определенной стадии заражения из-за вызванного вирусами разбаланса клеточного метаболизма начинает повреждаться собственная ДНК клетки-хозяина[28]. Но из-за сниженной чувствительности STING и других защитных механизмов организм мыши долгое время не обращает внимания на странные клетки или атакует их не столь интенсивно, как организм других млекопитающих. Так что РНК-вирусы тоже могут вольготно размножаться в летучемышиных клетках. Благодаря этой и еще некоторым особенностям иммунной системы рукокрылых, они являются бесконечным источником всевозможных смертельно опасных вирусов (а РНК-вирусы обычно обгоняют ДНК по смертельности). Вирус Эбола и родственный ему вирус Марбург, лишь немногим менее смертельный, вирус Нипах (вызывает приводящий к смерти энцефалит), вирусы SARS и MERS, а теперь новый коронавирус SARS-CoV-2 лишь малая часть огромного списка вирусов, пестуемых летучими мышами.

При этом сами рукокрылые от большинства переносимых ими вирусов не страдают. Ученые связывают такую удивительную устойчивость опять же с измененными механизмами иммунного ответа. Так, в одной из работ было показано, что клетки летучих мышей в ответ на заражение вирусами демонстрируют очень быстрый интерфероновый ответ, который заставляет паразитов очень быстро перемещаться из клетки в клетку. В итоге вирусы быстро распространяются по организму, но их количество всегда остается умеренным[29]. Очевидно, этот результат противоречит описанному выше смазанному интерфероновому ответу из-за мутаций в белке STING. Вероятно, дело в том, что у мышей работают разные интерфероновые пути (их, как и самих интерферонов, очень много). В каких ситуациях включается та или иная цепочка реакций, нам только предстоит выяснить: следует думать, что после нынешней пандемии исследования летучих мышей, до сих пор уныло прозябавшие где-то на обочине науки, заметно интенсифицируются.

Был ли промежуточный хозяин?

Сегодня — в значительной мере благодаря работам группы Ши Чжэнли — у нас есть довольно много расшифрованных геномов мышиных коронавирусов. Самый близкий к нынешнему пандемическому коронавирусу, RaTG13, выделенный из подковоносых летучих мышей Rhinolophus affinis, по последовательности РНК сходен с SARS-CoV-2 на 96 %. Кажется, что это много, но на самом деле 96 % недостаточно, чтобы признать вирус из R. affinis его непосредственным предком, тем более что основные отличия находятся в последовательности S-белка — главного ответственного за перескок паразита к другому виду. Другими словами, коронавирус R. affinis не смог бы эффективно заражать клетки человека: он куда больше приспособлен к ACE2-рецепторам летучих мышей. Именно поэтому появилась гипотеза о промежуточном хозяине. Тем более что у предыдущих коронавирусов, перекинувшихся к нам от летучих мышей и вызвавших эпидемии — SARS и MERS, — промежуточные хозяева были. В случае SARS вирус передался сначала циветам — обитающим в Африке и Азии хищным млекопитающим, выглядящим как гибрид енота и гиены. MERS сначала перепрыгнул от летучих мышей на верблюдов и только от них — к человеку.

Рис. 5. Организм летучих мышей — настоящий курорт для самых разных вирусов

Одно время ученые рассматривали гипотезу, что промежуточным хозяином нового паразита был панголин — странный зверь, похожий на умильного дракончика. Потом от этой версии отказались: уж больно далеки последовательности панголиньих и человечьих коронавирусов, мышиные вирусы к нашим намного ближе. Но есть одно место, где последовательность генома коронавирусов панголинов практически идентична SARS-CoV-2, — это S-белок, при помощи которого паразит пролезает в наши клетки. Еще точнее — это RBD-участок, тот самый, что непосредственно связывается с рецептором ACE2. Это событие запускает цепочку реакций, благодаря которой вирус пролезает под мембрану — мы подробно говорили об этом в главе «Как устроен коронавирус». В начале мая в журнале Nature вышла статья[30], которая опять вернула панголинов в повестку дня — но не как прямого предка, а, так сказать, в качестве донора маленькой части генома. Авторы сравнили последовательности 17 коронавирусов, выделенных из панголинов, с геномами SASR-CoV-2 и самым близким из мышиных вирусом RaTG13 и пришли к выводу, что наш нынешний паразит — результат рекомбинации какого-то из панголиньих коронавирусов с коронавирусом летучей мыши, хотя бы с тем же RaTG13.

Своими руками

Практически с самого начала эпидемии появилась версия, что новый коронавирус появился неестественным путем, а именно был создан в лаборатории. Творцом SARS-CoV-2 чаще всего называют Ши Чжэнли — ту самую Batwoman — и ее соавторов. Сторонники этой гипотезы обращают внимание на странности в структуре вирусного генома, прежде всего на сочетание фрагментов летучемышиных и панголиньих вирусов. Кроме того, у Чжэнли и дружественных ей исследователей, занимающихся коронавирусами, в 2015 году вышла статья, в которой они описывали как раз создание гибридных вирусов[31]. Целью работы, как объясняют авторы, было показать, что умеющие рекомбинировать коронавирусы обладают серьезным эпидемическим потенциалом. Обсуждать доводы тех, кто верит и не верит в искусственное происхождение вируса, нет смысла: это заведет нас в дебри молекулярной биологии и генетики, вряд ли интересные далеким от науки читателям. Более того, без специальных знаний невозможно понять, насколько убедительны те или иные аргументы. Если совсем коротко, SARS-CoV-2 не несет в своем геноме изменений, которые не могли бы появиться естественным путем. Окончательным доказательством для сомневающихся стало бы расследование с изучением записей в лабораторных журналах, опросом сотрудников и так далее. Но, в любом случае, какова бы ни была родословная SARS-CoV-2, это никак не влияет на методы лечения и разработку вакцины.

Рекомбинацией называют процесс обмена кусками генетической информации. Обычно она происходит между участками с очень сходной последовательностью — например, родительскими хромосомами при образовании половых клеток или двумя близкими вирусами. Когда такие фрагменты оказываются в непосредственной близости, они могут перепутаться, и ферменты, копирующие ДНК или РНК, по ошибке запишут в одну из молекул кусочек последовательности другой. Рекомбинация происходит в живых системах повсеместно: так, именно благодаря ей вы отличаетесь от ваших братьев и сестер больше, чем если бы мы наследовали от родителей генетический материал целыми хромосомами. Многие вирусы тоже активно используют этот механизм для увеличения разнообразия и скорости изменений. Рекомбинация характерна как для ДНК-содержащих вирусов (вроде герпесвирусов), так и для РНК-содержащих, например ретро- (к ним относится, к примеру, ВИЧ), пикорна- (полиомиелит, ящур) и коронавирусов.

В случае SARS-CoV-2 рекомбинация — если она имела место — произошла в последовательности S-белка в районе RBD-фрагмента. Спайк-белки нашего и одного из панголиньих коронавирусов оказались сходны на 97,8 %, а из шести аминокислот{14} RBD-участка отличалась всего одна, причем в позиции, которая не изменяет его конформацию (форму), то есть не влияет на связывание с рецептором ACE2. При этом второго важного для проникновения участка — сайта расщепления фурином — у панголиньих вирусов нет. И это серьезный аргумент против гипотезы о том, что именно панголины были промежуточными хозяевами: если бы это было так, то SARS-CoV-2 унаследовал бы ген S-белка целиком.

В конце июля большая группа биоинформатиков из разных стран опубликовала работу, которая не только объясняет, откуда у мышиного вируса оказался фрагмент S-белка вирусов панголинов, но заодно оценивает, как давно у рукокрылых завелись потенциально опасные для человека коронавирусы[32]. Авторы сделали следующее. Хотя коронавирусы чрезвычайно любят рекомбинировать, перекидываться туда-сюда могут не все части генома: одни участки в силу определенных особенностей перепрыгивают от вируса к вирусу куда охотнее, чем другие. Обилие таких склонных к промискуитету геномных фрагментов затрудняет построение глобального эволюционного древа коронавирусов: так как вирусы с разных «веток» все время обмениваются кусками, вместо последовательного ряда изменений ученые видят генетический «винегрет». Авторы новой работы применили хитрый трюк: по характерным признакам они вычислили участки-перебежчики и убрали их из выборки анализируемых коронавирусных геномов. Затем ученые сравнили между собой лишь консервативные фрагменты, которые не перепрыгивали с ветки на ветку, а постепенно менялись с течением времени. Анализируя количество отличий между имеющимися штаммами, исследователи смогли восстановить эволюцию коронавирусов.

В итоге авторы пришли к неожиданному выводу: коронавирусы, давшие начало ветви, которая ведет к SARS-CoV-2, циркулируют в популяции летучих мышей уже примерно от 40 до 70 лет (авторы «вычитали» прыгучие участки тремя разными способами, которые дали сходные, но немного разные временны́е оценки). То есть фрагмент спайк-белка, который хорошо приспособлен к человеческим ACE2-рецепторам, существует в этих вирусах минимум полвека. Другими словами, среди летучемышиных вирусов может быть еще множество вариантов, вполне способных перепрыгнуть на человека. Но чтобы их обнаружить, надо получить множество образцов таких вирусов, а, например, США в апреле прекратили финансировать программу экспедиций в Китай по их добыче[33]. Впрочем, уже 27 августа американский Национальный институт изучения аллергических и инфекционных заболеваний учредил 11 грантов на создание сети центров по контролю за вновь возникающими инфекционными заболеваниями[34]. Сумма на первый год составила 17 млн долларов, а всего за пять лет планируется выделить 82 млн.

Что касается того самого шестиаминокислотного фрагмента, то, согласно выводам авторов, он присутствовал у общего предка SARS-CoV-2, RaTG13 и панголиньего вируса, но потом в результате очередной рекомбинации потерялся у ветки, ведущей к RaTG13. То есть его не извлекали из панголиньего вируса и не вставляли специально в какого-то предка SARS-CoV-2 (или он не перепрыгивал туда самостоятельно). Этот фрагмент давно присутствовал в предковых популяциях, но потом часть потомков избавилась от него. Разумеется, это всего лишь теоретическое предположение. Для окончательного доказательства нужно массово выделять коронавирусы из летучих мышей и расшифровывать их геномы. Если нам повезет и какой-нибудь из предковых штаммов еще циркулирует, мы увидим у него этот злосчастный кусок.

Окончательный ответ, откуда же взялся нынешний вредоносный коронавирус, можно было бы получить, найди ученые животное с вирусом, чья последовательность еще ближе к SARS-CoV-2, чем RaTG13. Это может быть летучая мышь или какой-то другой зверь — впрочем, последнее крайне маловероятно. Шанс, что истинного предпоследнего хозяина SARS-CoV-2 обнаружат, есть, но гарантировать, что это точно произойдет, нельзя. Летучих мышей очень много, все пещеры, где они водятся, облазить невозможно. В этой ситуации нет ничего удивительного: например, точно так же обстоят дела с исследованиями динозавров. Очень многое из того, что мы знаем о древних ящерах, — это только гипотезы, пусть и очень убедительные, со множеством косвенных доказательств. И порой новые данные радикально изменяют наши представления об этих существах: например, еще 50 лет назад никто не мог подумать, что у них были перья. А сегодня мы знаем, что огромное количество динозавров покрывала вовсе не чешуя: палеонтологам посчастливилось обнаружить останки с явными следами перьев. Поэтому нельзя исключать, что однажды в какой-нибудь неприметной летучей мышке обнаружат вирус, практически идентичный SARS-CoV-2. Но искать его нужно быстрее: учитывая скорость вирусных мутаций и рекомбинаций, через несколько лет понять, был ли он предком нашего коронавируса, будет затруднительно.

Глава 4. Как передается коронавирус

Отличный фильм Стивена Содерберга «Заражение» предсказал очень многие события нынешней эпидемии. Картина вышла в далеком и безопасном 2011 году, но даже тогда после ее просмотра становилось не по себе: оказывается, вирусы и прочие патогены везде! Вот болеющая, но еще не знающая об этом героиня кашляет, прикрывая рот ладонью, а потом этой же рукой берет стакан. Его убирает официант — и всё, он тоже заражен. Через несколько дней уже этот официант чихает и кашляет, но едет в метро на работу — и поручни становятся источником опасности для десятков пассажиров. Кнопки лифта, продукты в супермаркете, стаканчики с кофе, посылки, письма — кажется, невозможно ступить и шагу, чтоб не подцепить десяток разных вирусов и бактерий. Это не говоря уж о встречах с людьми, которые, как выяснилось, беспрерывно распространяют вокруг себя всевозможные жидкости: наверно, многие видели в сети эффектные мультяшки, показывающие, как много микрокапелек, наполненных всякими патогенами, разлетается у нас из рта при кашле, чихании, разговоре и просто когда мы дышим.

Когда началась эпидемия COVID-19, ужас охватил не только любителей кинематографа. SARS-CoV-2 — респираторный вирус, то есть заражает клетки дыхательных путей. Значит, он может передаваться и с капельками слюны и мокроты — биологических жидкостей, омывающих инфицированные ткани. Теоретически (а как мы теперь знаем, и практически) заразиться можно, если: а) такие капельки попадут вам на слизистые (воздушно-капельный путь); б) капельки упадут на какую-нибудь поверхность, вы потрогаете ее рукой, затем потрете рот, нос или глаза — те самые слизистые (контактный путь); в) капельки останутся висеть в воздухе, а вы пройдете сквозь такое облачко (аэрозольный путь). Предполагается, что познакомиться с SARS-CoV-2 можно еще одним путем — так называемым фекально-оральным. Рецепторы ACE2, цепляясь за которые вирус проникает в клетки, есть не только на клетках эпителия дыхательных путей, но и, например, на клетках тонкого кишечника. Это означает, что патоген может заражать их и выделяться уже не в просвет дыхательных путей, а в полость пищеварительного тракта. Оттуда он в конце концов попадает в фекалии, и, если недостаточно соблюдать гигиену при посещении туалета, можно подцепить вирус, например, с загрязненного сиденья унитаза.

Осознав все это, особо чувствительные граждане на пике эпидемии в начале весны надевали маску и две пары перчаток, даже выходя выбрасывать мусор на лестничную клетку, любую поверхность протирали спиртом, посылки выставляли на балкон на карантин, а принесенные из магазина фрукты, овощи и пакеты молока мыли с отбеливателем. По мере того как исследователи все больше узнавали про SARS-CoV-2, страхи коронавирусофобов подпитывались не только страшилками из интернета, но настоящими научными публикациями. Государства дополнительно подкрепляли опасения, вводя в общественных местах обязательное ношение масок, а иногда и перчаток — как, например, в России.

Загрязненные поверхности

И если почитать исследования — действительно, есть чего испугаться. Например, в одной из работ[35] авторы проанализировали, как долго вирус может оставаться жизнеспособным на разных поверхностях, и промежутки времени, которые они получили, оказались неприятно большими. На разных тканях, согласно выводам авторов, вирус сохранял активность спустя 24 часа, а на стали и пластике — спустя 72 часа. Но так ли все страшно на самом деле и можно ли вообще говорить о точном количестве часов, в течение которых вирус остается опасным?

В отличие от многих работ, посвященных COVID-19, исследование, о котором идет речь в предыдущем абзаце, проведено корректно и без методологических огрехов. Но вот его интерпретация в СМИ и даже профессиональных кругах оказалась, скажем так, излишне вольной — отчасти потому, что сами ученые в работе не оговорили, насколько их результаты, полученные в лаборатории, применимы к реальным условиям. Безусловно, исследователи не обязаны этого делать, но, учитывая хайп вокруг коронавируса и беспрецедентный уровень общественного внимания к любым публикациям на эту тему, возможно, авторам стоило бы отдельно оговорить этот момент. Особенно понимая, что политики, принимающие решения, тоже люди, которые смотрят телевизор, читают фейсбук и газеты и невольно попадают под влияние всеобщей истерии.

Что же делали авторы работы, результаты которой во многом определили те гигиенические рекомендации, которые столь многие люди внезапно начали считать обязательными?{15} Они брали вирус, разводили его в транспортной среде (грубо говоря, физрастворе) и капали на различные поверхности. Затем брали пробы с этих поверхностей, вновь разводили и заражали полученным раствором клетки в культуре. Эти действия исследователи повторяли сначала спустя полчаса, потом час, потом два и так далее. Рано или поздно соскребенный с поверхностей вирус переставал заражать клетки — и именно эти данные попали в заголовки СМИ. И это, безусловно, некорректное упрощение.

Начать с того, что ученые проверяли жизнеспособность вируса, заражая им клеточные культуры. То есть буквально капали вирусный раствор в питательную среду, в которой клетки растут. Это идеальная ситуация: в реальности так просто вирусу к чувствительным клеткам не попасть. Редко кто облизывает поручни метро и кнопки лифта, на которые только что чихнул заболевший, — по крайней мере, если он старше трех лет. Обычно вирус сначала перекочевывает с поручня на палец, потом с пальца на яблоко или бутерброд и только с них уже попадает в рот (например, можно поковыряться грязными пальцами в зубах, но я уверена, что вы так не делаете). Дорога к носу короче — достаточно не пользоваться салфетками или носовым платком. Как вариант, SARS-CoV-2 может попасть не в рот или нос, а в глаз: как показали недавние работы, на клетках конъюнктивы, прозрачной ткани, которая его покрывает, есть рецепторы ACE2, так что теоретически вирус может проникнуть в организм и таким путем[36]. При каждом переезде его концентрация падает, и даже если изначально на поручне было много вирусных частиц, в рот или глаз в итоге попадет куда меньше. И неизвестно, достаточно ли этого «меньше» для эффективного заражения, ведь у нас, в отличие от клеточных культур, есть иммунная система, которая может нейтрализовать вирус, не допустив развития болезни. Кроме того, в реальных условиях содержащие вирус капельки слюны или мокроты высыхают куда быстрее, чем у ученых в лаборатории, хотя бы потому, что обычно они меньше по размеру, чем стандартные капли из пипетки. Плюс в реальной жизни кто-нибудь постоянно размазывает их, касаясь руками. А если поверхность, на которую попали капли, находится под открытым небом, то ветер и солнце дополнительно ускоряют процесс высыхания.

Но это не все. Узнать предельные цифры концентраций, после которых вирус окончательно теряет активность, конечно, полезно. В практических целях, однако, нас куда больше интересует динамика убывания активности. А она, как показывают данные других исследований, экспоненциальна. За время эпидемии с понятием экспоненты познакомились даже те, кто прогулял все уроки математики в школе, и теперь просвещенные граждане знают, что эта функция сначала изменяется медленно, а потом вдруг начинает стремительно прирастать (или убывать). На самом деле это внешнее впечатление, и относительная скорость роста величин, изменяющихся по экспоненциальному закону, не меняется — но в данном случае на суть дела это не влияет.

Одна из работ, в которой в очередной раз было продемонстрировано, что вирусная активность убывает по экспоненте, касалась конкретно SARS-CoV-2[37]. Ее авторы делали примерно то же самое, что описано выше, только не капали вирусный раствор на поверхности, а распыляли из небулайзера. Таким образом ученые пытались воссоздать реальные условия, когда вылетевшие изо рта маленькие (меньше пяти микрометров в диаметре) капельки не оседают, а парят в воздухе, постепенно высыхая. На приведенных в статье графиках отлично видно, что уже через несколько часов на большинстве поверхностей остается очень мало вируса. Время полужизни патогена — то есть время, за которое его детектируемое количество сокращается вдвое, — для стали составило 5,6 часа, для пластика — 6,8. Дальнейшая динамика до полного исчезновения не так уж важна: скорее всего, эффективной для заражения концентрации нет уже через пару часов. Я пишу «скорее всего» потому, что, как уже упоминалось выше, мы не знаем, как точно пересчитать концентрации вируса, необходимые для заражения клеток в культуре, на концентрации, требуемые для реального заражения. Кроме того, исследователи распыляли раствор с очень высокой начальной концентрацией вирусных частиц — в слюне и мокроте реальных больных их гораздо меньше. А значит, через то же время и на поверхности останется совсем мало патогена.

Еще один интересный момент: время, через которое вирус еще определялся в каких-то значимых количествах, в двух статьях, которые мы обсудили выше, существенно отличалось для одних и тех же поверхностей. SARS-CoV-2 заметно дольше детектировался в той работе, где ученые не распыляли, а капали вирус. Вероятно, расхождения как раз связаны с размером попадающих на поверхность капель: маленькие капельки высыхают значительно быстрее, поэтому вирус инактивируется раньше. Но в любом случае такие различия, полученные в лабораторных условиях, заставляют предполагать, что в реальной жизни картина будет еще какой-нибудь третьей.

Какой вывод можно сделать из всех этих сложных рассуждений? Установленные учеными предельные цифры по времени, после которых вирус уже не обнаруживается, — это абсолютный максимум. Скорее всего (даже наверняка), количество вирусных частиц становится слишком маленьким для заражения намного раньше этого срока. Большинство поверхностей уже через несколько часов должны быть вполне безопасными. Но вот сколько это — «несколько часов» — неизвестно. Так что по-прежнему стоит соблюдать меры гигиены, мыть руки, приходя с улицы, не лезть грязными руками к лицу. Но носить везде перчатки, маниакально меняя их каждые пять минут, точно не стоит. Тем более что косвенные данные свидетельствуют: опасность контактного способа передачи SARS-CoV-2 очень сильно переоценена.

В первые пару месяцев эпидемии из каждого утюга сообщали, как важно мыть руки после любого возможного взаимодействия с патогеном: не меньше 20 секунд, с мылом, тщательно тереть ладони, тыльную часть и пространство между пальцами. Кроме того, эксперты советовали протирать все, что только возможно, спиртом, хлорсодержащими средствами или санитайзерами. Эти рекомендации были основаны на условном здравом смысле — лучше перестраховаться, чем проявить беспечность — и немножко на данных, полученных для других респираторных инфекций, в первую очередь гриппа, хотя и для него существенный вклад заражения через поверхность тоже не показан: относительно убедительные доказательства есть только о прямой передаче через загрязненные руки[38]. Как точно распространяется именно SARS-CoV-2, на тот момент было неизвестно. Но по мере изучения нового коронавируса стало ясно, что через загрязненные поверхности — так называемые фомиты — люди заражаются намного реже, чем считалось. Проанализировав историю нескольких тысяч ранних кейсов из Уханя и сопоставив результаты с созданной ими математической моделью, биоинформатики из Оксфордского университета заключили, что на контактный путь передачи приходится около 6 % всех случаев инфицирования коронавирусом[39].

Особая зона

Выводы об относительно малой значимости заражения через фомиты, похоже, не относятся к больницам, где лежат больные COVID-19. Сразу в нескольких работах было показано, что поверхности, личные и общие вещи пациентов и персонала — например, мобильные телефоны, планшеты, компьютерные мыши, пульт от палатного телевизора, медицинская аппаратура и так далее — сильно загрязнены вирусной РНК, особенно в палатах интенсивной терапии[40],[41]. Это не означает, что на них присутствуют активные вирусные частицы — ученые определяли присутствие SARS-CoV-2, проверяя соскобы и смывы на наличие вирусной РНК. Такой косвенный способ намного проще и быстрее: для того чтобы выделить собственно вирус и определить, достаточно ли его для заражения, необходимо проводить долгие эксперименты в лаборатории класса BSL-3. Возможность проделывать такие манипуляции есть у редких исследовательских групп. Но можно предположить, что хотя бы в первые часы после того, как больные касались всех этих вещей, попавший на них вирус сохраняет активность (впрочем, достаточно ли ее для заражения — неизвестно, дело опять же в концентрации). А учитывая постоянный контакт персонала с загрязненными поверхностями, врачам и медсестрам следует как можно строже соблюдать меры гигиены и использовать СИЗ — средства индивидуальной защиты (маски, очки, специальные костюмы и т. д.).

По воздуху

В той же оксфордской работе[42] исследователи оценили, что вклад заразившихся с выраженными симптомами в распространение вируса составляет 38 %, тех, у кого симптомы еще не проявились, — 46 %, и асимптоматических больных (тех, кто перенес COVID-19 без каких-либо внешних признаков) — 10 %. Сходные оценки доли пресимптоматических передач (44–62 %) были получены еще в нескольких исследованиях[43],[44]. Более того, авторы первой работы, опубликованной в солидном журнале Nature Medicine{16}, оценили, когда именно заболевшие максимально опасны для окружающих, то есть когда они выделяют больше всего вирусных частиц.

Исследователи из Китая и Гонконга изучали 94 пациентов с подтвержденной коронавирусной инфекцией. Начиная с первого дня появления симптомов авторы регулярно брали у пациентов мазки из глотки и определяли вирусную нагрузку — грубо говоря, концентрацию вируса. Параллельно они проанализировали историю 77 случаев заражения из разных стран, когда вирус передался от человека к человеку: выяснили, когда именно встретились носитель вируса и реципиент и на какой день после встречи реципиент тоже заболел. У них получилось, что медианный{17} серийный интервал — время между появлением симптомов у заражающего и заражаемого — составляет 5,2 дня. Зная, что средний инкубационный период COVID-19 тоже 5,2 дня, авторы высчитали, что заразившийся начинает быть опасным для окружающих за 2,3 дня до того, как у него проявятся симптомы. Пик заразности приходится на 0,7 дня до момента, когда он затемпературит, начнет кашлять или еще как-то ощущать себя нездоровым. Через неделю после появления симптомов (на самом деле даже раньше) вирусная нагрузка в горле падает до значений, когда вероятность заразить кого-то близка к нулю, хотя ПЦР-тест может еще долго давать положительный результат (мы поговорим о тестах подробнее в главе «Тесты: какие они бывают, зачем нужны и почему так плохо работают»).

Ранее к тому же выводу пришла[45] группа немецких исследователей, определявшая количество вирусной РНК в образцах, взятых в разные дни болезни: они опубликовались в еще более крутом журнале — Nature. Один из руководителей этого исследования, директор Института вирусологии при берлинской клинике «Шарите» и заодно главный немецкий вирусолог, популярно рассказывающий о коронавирусе, — Кристиан Дростен сообщал, что ученые дополнительно подтвердили временнóе окно максимальной заразности другим способом — добавляя вирус, выделенный из больных, к культурам клеток. Уже через четыре дня после появления симптомов им не удавалось заразить их ни вирусами, смытыми с мазка из горла, ни вирусами, полученными из мокроты. Тот факт, что одна и та же оценка была получена разными методами, косвенно свидетельствует в пользу ее достоверности.

Но похоже, эти оценки не относятся к тяжелым пациентам — по крайней мере, не ко всем из них. В одной из работ, опубликованных в виде препринта в июне, авторы прицельно выделяли вирус из мокроты и взятых из горла мазков у тяжелых и критических пациентов с коронавирусной инфекцией. Исследователи показали, что у 17,8 % таких больных вирус присутствует в образцах в значимых — то есть потенциально опасных с точки зрения заражения — количествах около восьми дней после начала симптомов (медианное значение). Спустя 15 дней после того, как у пациентов появились первые признаки болезни, вероятность обнаружить существенные концентрации вируса падала ниже 5 %[46]. В качестве объяснения, почему вирус в значимых концентрациях дольше присутствует в респираторном тракте части тяжелых и критических больных, можно предположить, что их иммунная система хуже справляется с искоренением SARS-CoV-2, чем иммунная система тех, у кого COVID-19 протекает легко. Дополнительным аргументом в пользу этой гипотезы служит наблюдение, что чем дольше в образцах пациента присутствовал вирус, тем меньше у этого человека был титр нейтрализующих антител (такие антитела могут расправляться с вирусом самостоятельно, не привлекая другие компоненты иммунной системы, — мы подробно поговорим об этом в следующих главах). Впрочем, тяжелые и критические пациенты обычно не ходят по улицам, а лежат в больнице. Так что хотя теоретически они могут заражать окружающих дольше, в реальности такие больные опасны главным образом для врачей.

Но если в случае с симптоматическими пациентами — неважно, в какой степени у них эти симптомы выражены, — более или менее ясно, как они могут инфицировать окружающих, то заразность бессимптомных кажется загадкой. Каким образом человек, который не чихает и не кашляет, может передать кому-то вирус? На этот вопрос есть сразу два ответа. Первый: во время разговора изо рта вылетают тысячи капелек слюны. Причем чем громче вы говорите, тем их больше[47]. С громким пением на маленькой дистанции — и, соответственно, высокой изначальной дозой вируса — связывают более тяжелое течение COVID-19 у немцев, заразившихся на карнавале{18} в городе Хайнсберг, где был так называемый суперраспространитель — инфицированный носитель, от которого заразилось огромное количество других людей[48].

По меркам микромира, «разговорные» и «певческие» капли довольно крупные — в среднем их размер составляет от 50 до 100 микрометров (мкм), самые большие достигают 500 мкм, а маленькие бывают меньше 10 мкм[49]. Большие тяжелые капли быстро падают на землю, маленькие легкие остаются висеть в воздухе. По оценкам, сделанным китайскими биологами после вспышки SARS, каплям диаметром больше 100 мкм, чтобы долететь до земли с трехметровой высоты, нужно 10 секунд, 20-микрометровым — четыре минуты, капли диаметром 10 мкм падают 17 минут, а те, размер которых не превышает 1–3 мкм, остаются висеть очень долго (подробнее об этом ниже)[50]. При этом по дороге вниз часть больших и средних капель высыхают, становятся маленькими и тоже «зависают».

Исходя из концентрации вирусных РНК в слюне больных[51], можно примерно оценить, что в одной капле размером 50 мкм с вероятностью 37 % содержится хотя бы одна вирусная частица[52]. Мы не знаем, сколько именно вирусных частиц нужно для заражения, но, учитывая, что пре- и асимптомные передачи в сумме дают больше половины всех случаев, очевидно: если подольше поговорить с инфицированным, когда он находится в стадии максимального выделения вируса, тех частиц, что будут в облачке слюны от его слов, вполне хватит. Хотя на улице, где неизбежно дует хотя бы легкий ветерок, часть капелек уносится, а часть высыхает быстрее, чем в помещении. Опаснее всего болтать с потенциальным носителем COVID-19, стоя к нему ближе 30 см, — почти все капли либо падают, либо зависают в воздухе в пределах этого расстояния[53].

Сколько вешать в граммах

Точно оценить, сколько вирусных частиц должно быть в капельках слюны или мокроты, чтобы они гарантированно заразили вашего собеседника, нельзя. Инфицирование зависит от множества факторов, и концентрация вируса в слюне только один из них. Как долго вы говорили, сколько капелек попало на слизистые, хорошо ли сработал местный иммунитет — в каждом случае итог встречи с заболевшим может быть разным. Однако грубую прикидку сделать можно. Исследователи из «Шарите» брали мазки из горла или образцы мокроты больных COVID-19 и пытались инфицировать этими образцами культуры клеток, предварительно подсчитав, сколько копий вирусной РНК в них содержится (это можно сделать, анализируя параметры ПЦР-теста на коронавирус, — подробнее мы обсудим это в главе «Тесты: какие они бывают, зачем нужны и почему так плохо работают»). У них получилось, что, если в мазке из глотки или миллилитре мокроты меньше миллиона копий, заразить клетки невозможно[54]. Позже эту оценку подтвердили в другой работе[55]. Для заражения человека, скорее всего, нужно не меньше вирусных частиц, так что можно считать миллион копий в миллилитре нижней границей. Важно отметить, что количество вирусных РНК не равно количеству вирусных частиц, но в данном случае это неважно. Посчитать частицы мы не можем, а вот РНК — вполне, так что миллион копий на миллилитр — хороший диагностический критерий.

Второй способ заразиться от человека без симптомов — аэрозольный. Аэрозолем ученые называют взвесь капелек, диаметр которых меньше нескольких микрометров (часто за верхнюю границу принимают значение в 5 мкм). Все большее количество работ показывает, что аэрозоли могут образовываться не только при разговоре, но и при дыхании[56]. В отличие от более крупных капель, они не падают на землю, а парят — такая взвесь может сохраняться часами, а следы SARS-CoV-2 выявлялись в аэрозолях до трех часов[57] (впрочем, выше мы обсуждали эту работу и говорили, что начальные концентрации вируса в растворе, который распыляли ученые, намного больше тех, что содержатся в слюне инфицированных). Тем не менее, по оценкам[58] того же Кристиана Дростена, аэрозольный путь заражения может давать до половины всех новых случаев. Висящая в воздухе взвесь капелек слюны должна быть особенно опасна, если дело происходит в помещении, где долго находится много людей. Вполне вероятно, что именно так за один вечер от единственного носителя COVID-19 заразились 53 из 61 члена церковного хора городка Маунт-Вернон в американском штате Вашингтон. Двое из заболевших скончались.

Сомнительные суперуспехи

Когда один человек заражает неожиданно много людей — обычно после того, как он довольно долго пробыл с ними в каком-нибудь ограниченном пространстве, — эпидемиологи говорят о суперраспространении. В развитии эпидемии COVID-19 данный феномен сыграл весьма существенную роль. Первый раз этот термин появился в заголовках в середине февраля, после того как 61-летняя женщина из религиозной секты Синчхончжи в южнокорейском городе Тэгу заразила около 40 человек, которые затем разнесли вирус по городу и по стране — считается, что массовая вспышка пошла именно с нее. Хотя кореянка уже чувствовала себя нехорошо, она посетила несколько религиозных собраний, на которых члены секты молятся в небольших помещениях, стоя на коленях и положив руки друг другу на плечи.

Примерно в это же время в федеральной земле Северный Рейн — Вестфалия в Германии состоялся традиционный карнавал. На праздник 15 февраля в городке Хайнсберг собрались всего 300 человек. Как позже выяснилось, один из них был заражен. За несколько дней до и после карнавала он лечился в местной больнице. Двадцать пятого февраля его тест на COVID-19 дал положительный результат, 26-го числа инфицирование подтвердилось у его жены — воспитательницы детского сада. Уже к 29 февраля общее число заразившихся в Хайнсберге достигло 60 — и все случаи были так или иначе связаны со злосчастным праздником. К середине апреля в городке заболело больше 1200 человек — это примерно полпроцента всего населения.

Затем отличилась американская компания Biogen, известная тем, что долго пыталась создать лекарство от болезни Альцгеймера (безуспешно). 26 и 27 февраля 175 начальников Biogen из разных штатов и других стран собрались на leadership meeting — встречу руководителей, один или несколько из которых были инфицированы SARS-CoV-2. Только в Массачусетсе, где проходила встреча, подтвердили 99 случаев заражения, имеющих отношение к этой тусовке. Сколько людей получили вирус от участников, разъехавшихся по своим родным городам, узнать уже невозможно.

Чтобы создать ситуацию суперраспространения, нужно соблюсти несколько простых условий, а именно: собрать в одном месте много людей, часть из которых должны быть инфицированы (хотя достаточно одного!), и заставить продолжительное время довольно тесно контактировать. Идеально, когда эти люди не родственники и не соседи. Еще лучше, когда они собрались на встречу из далеко отстоящих мест или разъедутся по разным местам после встречи. В таких обстоятельствах вирус имеет шанс распространиться максимально широко. А так как он хорошо передается в последние дни инкубационного периода, когда человек чувствует себя еще сносно, везде ходит и много общается, массовое заражение обеспечивается легко и непринужденно.

С каждым месяцем активного изучения COVID-19 исследователи получали все больше данных, указывающих, что вклад аэрозольного пути в распространение вируса намного значительнее, чем предполагалось изначально. В начале июля 239 ученых опубликовали открытое письмо[59], в котором призвали ВОЗ пересмотреть имеющиеся рекомендации, сделанные с упором на воздушно-капельный и контактный пути распространения вируса. Спустя полгода после начала эпидемии стало ясно, что заразиться коронавирусом через фомиты (зараженные предметы), похоже, довольно сложно, а вот через висящие в воздухе аэрозоли — вполне.

Через туалет?

Теоретически есть и еще один способ — так называемый фекально-оральный (и в дополнение к нему фекально-аэрозольный и фекально-фомитный). SARS-CoV-2 может размножаться в клетках кишечника — на них есть те самые рецепторы ACE2, через которые вирус проникает внутрь, и вирусная РНК в довольно значительном количестве обнаруживается в экскрементах. Более того, в нескольких работах исследователям удалось выделить из фекалий живой активный вирус[60],[61]. Интересно, что у пациентов, в экскрементах которых детектировалась вирусная РНК, часто не было кишечных проявлений COVID-19: диареи, тошноты и так далее. У одного младенца болезнь и вовсе протекала бессимптомно[62]. С тяжестью симптомов присутствие РНК SARS-CoV-2 в фекалиях тоже никак не коррелировало. Все это означает, что инфицированные могут распространять патоген «туалетным» способом, даже если вирус в кишечнике не проявляет себя. До сих пор ни одного подтвержденного случая передачи SARS-CoV-2 таким образом зарегистрировано не было, хотя вирусную РНК обнаруживали в сточных водах Германии, Дании, Нидерландов, Австралии, Франции, Италии[63]. Более того, концентрация РНК в парижских стоках и жидких отходах в Нидерландах была тем выше, чем больше зараженных там выявлялось[64],[65]. Исследователи из Германии попытались выделить из отходов активный вирус и заразить им клетки, но у них не получилось[66]. Другими словами, пока у нас нет надежных подтверждений, что передача инфекции через сточные воды возможны. Но это не означает, что фекально-оральный путь в принципе невероятен. Если фекальное распространение коронавируса все же подтвердится, особенно значимым оно должно быть для детей, которые зачастую плохо соблюдают правила личной гигиены. И главными источниками инфекции в этом случае будут не домашние туалеты, а уборные в школах и детских садах.

Рис. 6. Основными путями передачи коронавируса сегодня считаются воздушно-капельный и аэрозольный. На контактный путь, которому в начале эпидемии приписывали значимую роль, приходится всего несколько процентов от всех заражений. Фекально-оральный путь теоретически возможен, но пока не подтвержден на практике

Не такие сады

О том, что коронавирусы могут распространяться через канализацию, мы знаем после эпидемии SARS — близкого родственника нынешнего патогена. Пик эпидемии в Гонконге пришелся на март 2003 года, когда произошла вспышка в жилом комплексе Amoy Gardens. Вирус занес в ЖК брат одного из жильцов, который мучился от поноса. Из-за неправильно спланированной канализации (сифоны, которые отделяли сток каждой уборной от общего стока и в норме должны быть заполнены водой, часто пересыхали) капли сточных вод с вирусом могли попадать на пол и другие поверхности ванных комнат соседей. В общей сложности SARS заразился 321 квартирант Amoy Gardens. 40 % из них жили в блоке Е, куда приходил к брату пациент номер ноль[67].

Сезон круглый год

Обсуждая распространение нового коронавируса, нельзя не коснуться еще одного аспекта, а именно сезонности. Уверенность, что SARS-CoV-2 должен ослабевать летом и вновь усиливаться к зиме, базируется на аналогии с поведением привычных нам простудных вирусов и вируса гриппа. Однако их сезонность обусловлена тем, что эти патогены давно соседствуют с людьми и очень у многих есть к ним полный или частичный иммунитет. Чтобы найти новых носителей, вирусам нужно постараться, и любой фактор, облегчающий или усложняющий передачу, приводит к заметному изменению динамики инфицирования. Летом люди разъезжаются из городов на дачи и курорты, а дети не ходят в школы и сады. В таких условиях цепочки передачи инфекции оказываются очень короткими и эпидемий не возникает. К коронавирусу абсолютное большинство населения планеты (пока) неиммунно, поэтому незначительное изменение числа доступных носителей вряд ли способно серьезно повлиять на его распространение. Тем более что из-за карантинов и необходимости срочно закрыть бреши в бюджете у тех, кто из карантина уже вышел, отъезд в отпуска летом 2020 года был не таким массовым, как обычно. Но если значительная часть населения приобретет иммунитет к SARS-CoV-2, он вполне может стать сезонным. Если, конечно, сохранится.

Время болеть

Сезонность характерна для множества вирусов, и не только простудных: корь, полиомиелит, свинка, вызываемый норовирусом кишечный грипп, гепатит А, краснуха поражают намного больше людей в определенные месяцы. Вопреки распространенному убеждению, далеко не все вирусы особенно свирепствуют осенью: пик полиомиелита и гепатита А, например, приходился на лето, кори — на весну (причем эпидемии обычно происходили раз в три года), краснухой чаще всего заболевали весной, а норовирусы до сих пор подхватывают в основном зимой. Гипотез, объясняющих неравномерное распределение заболеваемости в течение года, множество, но ни одна из них толком не проверена. Говоря о сезонности гриппа, чаще всего упоминают вероятное угнетение работы иммунной системы из-за изменения освещенности и, соответственно, увеличения или уменьшения синтеза витамина D — его недостаток, возможно, угнетает работу врожденного иммунитета и некоторых звеньев клеточного иммунного ответа. К другим факторам риска относят низкие температуры, помогающие вирусу дольше продержаться на воздухе, использование обогревателей, которые пересушивают слизистые и могут влиять на активность местного иммунитета, большие скопления людей в помещениях[68],[69]. Насколько велик вклад каждого из факторов — и есть ли он в принципе, — сказать сложно: исследований на эту тему немного, они не очень высокого качества, а их выводы зачастую противоречат друг другу. Но одно можно утверждать уверенно: помимо чисто биологических причин, существенную роль в феномене сезонности играют социальные и технологические факторы вроде изменения поведения людей в разные сезоны и использования кондиционеров или обогревателей. Делать прогнозы относительно поведения вируса зимой или летом нужно с учетом этих переменных, а не из общих соображений.

Другими словами, для вирусов не существует какого-то абсолютно обязательного закона сезонности: это следствие главным образом устоявшихся социальных практик, а климатические колебания играют второстепенную роль. С SARS-CoV-2 у нас все практики поломались, поэтому «обычного для вирусов» поведения ожидать не стоит — по крайней мере в первые месяцы его знакомства с человечеством. И тем не менее многие продолжают верить в некие объективные климатические факторы, которые могут ослаблять или усиливать распространение вируса в разное время года. Например, СМИ и даже некоторые эксперты заявляют, что летом в России неблагоприятная для вирусов влажность воздуха. Такое обобщение, как водится, некорректно. Отношения вирусов и этого параметра сложны и не до конца поняты. Так, вирусы, у которых нет мембраны, лучше всего чувствуют себя во влажном воздухе. А покрытые мембраной (вроде нашего SARS-CoV-2 и его родственников), наоборот, сохраняют активность дольше в сухой, но не слишком, среде. Например, время полужизни безобидного коронавируса hCV 229E при температуре 20 °C и относительной влажности воздуха 80 % составляет три часа, при 50 % — 67 часов, при 30 % — уменьшается до 27 часов[70]. Почему так — точно неизвестно.

Одна из гипотез связывает влажность с размером капелек жидкости, в которых плавают вирусные частицы. Чем выше влажность, тем капли медленнее высыхают и их размер оказывается в среднем больше. А значит, больше и поверхность раздела двух сред — воды и воздуха. Вирусные частицы как бы стягиваются к границе, и из-за повышенного поверхностного натяжения в этой зоне их внешняя оболочка повреждается. Однако при низких температурах (авторы проводили опыты при 6 °C) ситуация меняется на обратную и время полужизни hCV 229E при относительной влажности 80 % составляет 86 часов, а при 50 % — пугающие 106 часов. Предполагается, что в холоде липидная мембрана вируса затвердевает, обеспечивая лучшую сохранность внутренностей вирусной частицы.

На большей части территории России максимальная влажность воздуха наблюдается зимой и составляет в европейской части 83–86 %, в Западной Сибири — 78–81 %, в Восточной Сибири — 71–77 %. Летом на большей части страны влажность колеблется от 50 до 70 %. Так что рассчитывать на помощь воды или ее отсутствия в воздухе ни зимой, ни летом не приходится. А вот температура может сыграть роль: как мы только что упомянули, на холоде липидная оболочка некоторых вирусов затвердевает и уплотняется, повышая их устойчивость к внешним воздействиям[71]. В лабораторных экспериментах при 4 °C SARS-CoV-2 сохранялся гораздо дольше, чем при комнатной температуре[72]. Да и в целом ученые держат вирусы, с которыми работают, не в термостате, а в холодильнике и даже в морозилке. В одной из работ авторы, исследовавшие безобидную разновидность коронавируса, установили, что патоген сохраняет активность даже после 25 циклов заморозки при –72 °C и последующего оттаивания[73]. Так что вряд ли суровые сибирские зимы смогут существенно помешать распространению SARS-CoV-2. Тем более что основную часть времени коронавирус все равно проводит внутри людей, где температура составляет комфортные 37 °C.

Еще один фактор окружающей среды, который теоретически мог бы ослабить вирус, — ультрафиолет. Эти лучи несут большое количество энергии и действительно способны разрушать ДНК и РНК, но с ультрафиолетом, исходящим от Солнца и достигающим поверхности Земли, не все так просто. УФ-спектр разделяют на три диапазона: A (самый мягкий, диапазон 320–400 нм, UVA), B (средней «злобности», диапазон 280–320 нм, UVB) и C (жесткий, диапазон 200–280 нм, UVC). Стерилизующими свойствами в полной мере обладает только ультрафиолет C, но он практически полностью поглощается озоновым слоем и кислородом земной атмосферы. Как UVC воздействует на новый коронавирус, пока не известно, но его эффективность в отношении SARS зависела от массы различных факторов: дозы и времени воздействия, степени распространения вируса, среды, в которой он находится[74], — и это в лаборатории. В реальной жизни на сохранность вируса, очевидно, будет влиять еще множество других условий. И тем не менее, некоторые основания полагать, что большое количество солнечных дней SARS-CoV-2 может не понравиться, у нас есть: например, вирус гриппа на свету (правда, не настоящем солнечном, а воссозданном в лаборатории) умирает быстрее[75]. Другое дело, что на большей части территории России погода часто ясная как зимой, так и летом — разница есть, но не слишком значительна (хотя москвичам или петербуржцам и тяжело в это поверить).

Даже если солнце и высокая температура неблагоприятны для коронавируса, до тех пор пока потенциальных носителей много и они доступны, вряд ли эффект этих физических факторов будет определяющим. Тем более сложно учесть их в условиях карантина: сдерживающие меры, принятые государствами, влияют на скорость распространения вируса гораздо сильнее, чем климат. Другими словами, вирус, может, и рад бы распространяться быстрее в холодную и пасмурную погоду, но, если город заперт на карантин или все старательно соблюдают дистанцию, шансов сделать это у него не будет. И наоборот, при неконтролируемом экспоненциальном росте числа заразившихся потепление и выглянувшее солнышко никак не остановят вспышку. Тем более что основное число заражений происходит не на улице, а в помещениях, где климат круглый год не меняется, а вклад контактного (фомитного) пути в передачу вируса незначителен.

Ровно это мы и наблюдали за недолгие, но насыщенные событиями девять месяцев пандемии. Весной, когда в большинстве затронутых стран было еще холодно, многие государства вполне успешно задавили вирус ограничительными мерами. Летом меры резко ослабили. Итог — рост числа зараженных во многих странах, почти везде достигший полноценной второй волны. При этом раньше всех вторая волна накрыла Израиль, где летом не просто жарко, а очень жарко, что, по мнению тех, кто верит в сезонность SARS-CoV-2, должно активно не нравиться вирусу. Ну и наконец, во многих тропических и экваториальных странах, где всегда тепло, эпидемия распространялась (и продолжает это делать) ничуть не хуже, чем где-нибудь в Северной Европе.

Нелюбитель свежего воздуха

Итак, влажность или температура за окном, похоже, не оказывают серьезного влияния на распространение вируса. Но еще один фактор, который мы несколько раз вскользь упомянули, играет существенную роль. Этот фактор — помещения. Риск подхватить SARS-CoV-2 внутри квартиры, офиса, магазина, церкви, кино, ресторана и так далее во много раз выше, чем на улице. Анализ 318 цепочек заражения в Китае показал, что 100 % из них произошли внутри помещений[76]. Анализ 110 случаев заражения в Японии показал, что шанс заполучить коронавирус внутри помещения в 18,7 раза выше, чем на улице[77]. В Америке, стране — абсолютном лидере по количеству инфицированных, все крупнейшие вспышки случались в тюрьмах, домах престарелых и на заводах по производству еды, то есть в местах, где много людей долго находятся в помещении[78]. Новые вспышки в Европе, происхождение которых удалось отследить, тоже зародились в помещениях. Например, на мясоперерабатывающем заводе Tönnies в немецкой земле Северный Рейн — Вестфалия заразилось больше 1500 сотрудников (помимо скученности, здесь, вероятно, сыграла роль низкая температура, которую коронавирусы очень любят). С другой стороны, волна демонстраций BLM (Black Lives Matter) в Европе в начале лета 2020 года не привела к сколько-нибудь заметному росту числа инфицированных, хотя на митинги собирались тысячи человек.

Эти закономерности вполне объяснимы. Главные пути передачи коронавируса — воздушно-капельный и аэрозольный. На улице облачко капель, образующееся вокруг распространителя, быстро «размывается» из-за движений воздуха и испарения. В помещении, особенно если там закрыты окна, заразный туман может висеть очень долго. А капельки покрупнее дольше сохраняются на поверхностях, увеличивая риск получить коронавирус этим «немейнстримовым» путем. Безусловно, это не абсолютное правило. Исследования, в которых показано, что помещения намного опаснее с точки зрения инфицирования, проводились, когда в большинстве стран действовал карантин и люди бывали на улице существенно реже, чем в доковидные времена. И даже после того, как большинство государств ослабило ограничительные меры, массовых мероприятий на улице проводится меньше, чем раньше. Но даже с учетом этого тенденция вырисовывается вполне отчетливо: внутри намного опаснее, чем снаружи. И этот фактор существенно затрудняет борьбу с SARS-CoV-2, потому что в современном мире люди проводят в четырех стенах на порядки больше времени, чем на улице.

И другие звери

Вопрос, может ли вирус перепрыгивать на человека не только от других людей и летучих мышей, но и от домашних животных, прежде всего кошек и собак, логично возник еще в самом начале эпидемии. На фотографиях из Китая, когда SARS-CoV-2 был еще только там, многие песики были в масках и респираторах, заботливо заказанных обеспокоенными хозяевами. Китайские торговцы и раньше пытались продвигать собачьи маски как средство защитить питомцев от плохой экологии, однако бизнес шел так себе. Но после начала коронавирусной эпидемии уже в январе продажи собачьих масок взлетели в десять раз[79]. Кошачьих масок не продавали, но подозрения, что мурки могут заражаться коронавирусом — и заражать им людей, — тоже имелись. Например, Россельхознадзор в феврале предложил в качестве профилактической меры запретить в России выставки кошек и любые мероприятия с животными[80]. Однако в первые месяцы эпидемии никаких данных, которые бы подтверждали или опровергали возможность, что домашние питомцы могут быть переносчиками коронавируса, не было.

К осени 2020 года полной ясности в этом вопросе не появилось — хотя большинство экспертов и склоняются к точке зрения, что источником опасности для людей они не являются. С одной стороны, в работах, в которых ученые напрямую заражали животных SARS-CoV-2, собаки оказались практически невосприимчивы к вирусу, а вот кошки подхватывали его относительно легко и даже заражали других кошек при очень тесном контакте[81]. Единичные случаи инфицирования собак указывали, что источником инфекции выступали их хозяева[82]. С другой стороны, анализ крови нескольких сотен собак и кошек из Италии выявил у них примерно одинаковый уровень антител к коронавирусу: около 3 % у собак и 4 % у кошек[83]. Это сравнимо с уровнем антител у людей во многих европейских странах в тот же период (хотя все подобные оценки весьма приблизительны — мы подробно поговорим о причинах этого в главе «Тесты: какие они бывают, зачем нужны и почему так плохо работают»).

Размер не имеет значения

Заражаться от людей COVID-19 могут не только домашние кошки. В мае тест на SARS-CoV-2 дал положительный результат у тигрицы в Нью-Йоркском зоопарке. У нее и еще нескольких тигров и львов проявились явные респираторные симптомы, однако тест сделали только одному зверю. Взять мазок у тигра или льва можно только под общим наркозом, и лишний раз никто не хочет подвергать животных этой процедуре. Тем не менее есть все основания считать, что у остальных хищников тоже COVID-19. Источником заражения, по крайней мере для первого инфицированного животного, стал смотритель зоопарка.

В случае с собаками довольно отчетливо проглядывала закономерность, указывающая, что они заразились именно от людей: антитела к вирусу гораздо чаще обнаруживались у зверей, которые жили в семьях больных COVID-19. У кошек видимой связи между наличием антител и ковид-статусом хозяев не просматривалось. Возможно, разница в паттернах распределения антител связана с тем, что собаки гораздо теснее взаимодействуют с хозяевами, чем кошки, которые к тому же часто бывают на свободном выгуле и могут заразиться SARS-CoV-2, например, от других кошек. Еще одно интересное наблюдение может частично объяснять видимое противоречие между заражениями в лабораторных экспериментах и анализом домашних питомцев. Все животные, у которых обнаружились антитела к коронавирусу, были старше одного года. В лаборатории же нередко работают с совсем молодыми зверями, которые, возможно, менее чувствительны к вирусу (у людей наблюдается похожая закономерность, мы обсудим ее в главе «Много маленьких загадок»).

Для того чтобы окончательно понять, как именно заражаются собаки и кошки (например, могут ли собаки заражать других собак), необходимо собрать систематические данные о большем количестве животных. На данный момент у нас нет оснований считать, что домашние любимцы могут быть значимым источником коронавируса для человека — и даже что они в принципе могут им быть. На это могли бы указывать «необъяснимые» случаи заражения COVID-19 — но их нет. Пока все говорит о том, что в паре хозяин — питомец угрозу представляют именно люди, хотя бы потому, что нигде вне дома ни собаки, ни кошки не могут столкнуться со сравнимой концентрацией вируса.

Кроме двух самых популярных домашних питомцев коронавирусной инфекцией могут эффективно заражаться хорьки. Это было выяснено в ходе лабораторных экспериментов[84]. В чуть более естественных условиях обнаружилось, что к SARS-CoV-2 чувствительны еще и норки — что неудивительно, так как они близкие родственники хорьков. На двух норковых фермах в Нидерландах в апреле 2020 года разразились мощнейшие вспышки COVID-19. В обоих случаях источником заражения были работники фермы[85]. Более того, эпидемиологическое расследование показало, что как минимум двое других работников подхватили коронавирус уже от инфицированных норок[86]. К началу июня SARS-CoV-2 обнаружили у зверей на 12 из 130 имеющихся в стране ферм. Опасаясь, что норковые хозяйства могут стать новым внутренним источником инфекции, власти Нидерландов распорядились досрочно закрыть все фермы в стране — ранее это планировалось сделать к 2024 году, — усыпив выращиваемых там животных. К концу июня было умерщвлено 600 000 из примерно 800 000 нидерландских норок[87]. В сентябре на норковых хозяйствах Нидерландов не осталось ни одного зверька, а уничтожением норок занялась Испания. Ее норочьи фермы существенно меньше, там содержалось всего 92 700 хищников. И после того, как у работников ферм обнаружили COVID-19, было принято решение прекратить этот бизнес[88].

Печальная история служит еще одним косвенным доказательством естественного происхождения коронавируса: хотя SARS-CoV-2 не идеально подходит к ACE2 рецепторам норок, это не помешало ему не только перепрыгнуть на зверей, но еще и устроить среди них настоящую пандемию. Если бы патогену позволили дольше размножаться на фермах, вполне вероятно, он бы адаптировался к новому хозяину, изменив последовательность спайк-белка. Но, как мы видим, некоторые виды способны служить переносчиком и передатчиком и без такой тонкой настройки.

Симпатичные модели

Ученые выбрали для опытов именно хорьков не случайно. Их дыхательные пути похожи на наши, эти животные чувствительны ко многим респираторным вирусам человека, причем болезнь часто протекает примерно так же, как у людей[89]. Благодаря сочетанию всех этих особенностей хорьков часто используют в качестве животной модели для исследований респираторных заболеваний, в первую очередь гриппа. Когда в 2002–2003 годах разразилась эпидемия SARS, медики и биологи, разумеется, обратились к проверенной модели. Исследования показали, что рецептор ACE2 у хорьков очень похож на человеческий в районе RBD-участка, который непосредственно участвует в связывании коронавирусного спайк-белка[90]. Маленькие хищники стали золотым стандартом в животных экспериментах по исследованию патогенеза и поиску лекарств или вакцины от SARS — результаты, полученные на них, с куда большей долей уверенности можно переносить на людей, чем, скажем, полученные на мышиных или крысиных моделях.

У кошек, которых тоже рассматривают как возможную модель для изучения коронавируса, RBD-участок практически не отличается от хорькового. У обоих зверей сами рецепторы ACE2 в большом количестве присутствуют на клетках дыхательных путей, в отличие, например, от собак или свиней. Их ACE2-рецепторы тоже могут работать как пропускной пункт для SARS-CoV-2, но на клетках ротовой полости, трахеи и легких у этих животных ACE2 практически нет[91]. Скорее всего, именно поэтому собаки и свиньи плохо заражаются новым коронавирусом.

Глава 5. Доктор, я умру? Что коронавирус делает с нами

Прежде чем описывать ужасные последствия заражения коронавирусом, необходимо обозначить важный факт: у большинства инфицированных — порядка 80 % — болезнь протекает в легкой или средневыраженной форме. Более того, когда будет проведен массовый анализ на антитела — защитные белки, которые показывают, встречался ли организм с патогеном, этот процент наверняка еще вырастет. Дополнительный вклад дадут люди, перенесшие COVID-19 бессимптомно, то есть они заразились вирусом, но даже этого не заметили, так как не почувствовали никакого недомогания. Иными словами, в общем случае заражение SARS-CoV-2 не несет глобальной опасности для здоровья{19} — это не вирус Эбола, от которого, в зависимости от штамма, умирают до 90 % инфицированных, и не вирус бешенства, убивающий 100 % заболевших. Теперь, когда этот обязательный успокаивающий абзац написан, можно перейти к описанию того, чем новый вредитель занимается в организме.

Проникновение в организм

SARS-CoV-2 — респираторный вирус, то есть он поражает прежде всего дыхательные пути («респираторный» в переводе с английского означает «дыхательный»). Именно там находятся основные входные ворота — клетки, внутрь которых вирусная частица может пробраться для размножения (вопреки распространенному мнению, SARS-CoV-2 инфицирует только определенные типы клеток, а не все подряд). В главе «Как устроен коронавирус» мы уже обсуждали, что клетка подходит паразиту, если на ее поверхности есть определенные белки, при помощи которых он проникает под мембрану. Клетки, у которых этих белков нет, для вируса недоступны (за одним исключением — но об этом ниже). Главный из таких белков — рецептор ACE2. Он входит в большую систему, регулирующую кровяное давление. ACE2 (по-русски ангиотензин-превращающий фермент 2) откусывает одну аминокислоту от пептида{20} под названием ангиотензин II, который отвечает за сужение сосудов. В результате тот превращается в пептид ангиотензин (1–7), выполняющий противоположную задачу — расширять просвет сосудов. Логично, что белка ACE2 (и его антагониста ACE, который делает ангиотензин II из предшественника ангиотензина I) много на клетках внутренней поверхности кровеносных сосудов — эндотелии. Кроме того, ACE2 присутствует в клетках легких, сердца, кишечника, почек, половых путей. Что именно он там делает — до конца не ясно, и пока у нас нет убедительных данных, которые бы показывали, что наличие доступных для коронавируса клеток в этих органах как-то влияет на патогенез COVID-19.

Еще два белка, которые необходимы SARS-CoV-2 для проникновения, — это протеазы фурин и TMPRSS2. После того как спайк-белок вируса связывается с рецептором ACE2, они расщепляют его в определенном месте. Отрезанный «хвостик» S-белка уплывает, а оставшийся фрагмент меняет форму, подтягивая вирусную частицу ближе к мембране и облегчая слияние. Вирус может забраться в клетки и без этого шага, но работа протеаз многократно увеличивает эффективность заражения. А значит, клетки, которые несут на своей поверхности одновременно и ACE2, и TMPRSS2 или фурин, должны поражаться легче остальных. Ученые проанализировали, на поверхности каких клеток встречаются и ACE2, и TMPRSS2, только в апреле 2020 года — спустя четыре месяца после начала эпидемии. И неожиданно оказалось, что клетки, в которых больше всего этих белков{21}, находятся вовсе не в легких, а в носу[92]. ACE2 и TMPRSS2 активно синтезируются производящими слизь бокаловидными клетками и клетками реснитчатого эпителия, которые колеблются и продвигают слизь из глубины ноздри наружу. По мнению авторов, этот факт может указывать, что носовые ходы — магистральный путь, по которому вирус проникает в организм. А сопли могут быть передаточной средой, в которой SARS-CoV-2 путешествует от человека к человеку. В легких ACE2 и TMPRSS2 одновременно присутствуют в том числе на поверхности клеток, из которых впоследствии синтезируются клетки-реснички, выводящие из органа слизь и грязь[93]. Если вирус все-таки поражает их, больные, у которых это произошло, теряют важный инструмент борьбы с вирусом — подробнее об этом через несколько абзацев.

Потенциально важную роль носа в инфицировании коронавирусом позже подтвердила еще одна группа исследователей, заражавшая различные клетки дыхательных путей в культуре[94]. Ученые выяснили, что «липучесть» коронавируса постепенно падает от верхних дыхательных путей к нижним: эффективнее всего он инфицирует клетки в носу, затем идут клетки глотки, потом бронхов и дальше бронхиол. Альвеолы легких вирус поражает наименее охотно. При этом тяжелое течение COVID-19 связано с размножением вируса именно в легких. Кажущееся противоречие разрешает гипотеза{22} об исходном месте, через которое SARS-CoV-2 проникает в организм. Если это нос или верхние дыхательные пути, высока вероятность, что симптомы будут слабыми или средневыраженными. Защитные клетки-соглядатаи заметят вирус, сообщат о нем основным «бойцам» иммунной системы, и те успеют настроить оружие точно под этого возбудителя. Если же человек вдохнул достаточную для инфицирования дозу сразу в легкие и вирус начал размножаться там, у иммунной системы не будет времени развернуть полноценную атаку. Пока она будет раскачиваться, вирус успеет сильно размножиться, спровоцировав патологическую гиперактивацию иммунитета — цитокиновый шторм. Это один из главных факторов, который приводит к тяжелым последствиям коронавирусной инфекции. Ниже мы будем много говорить о нем.

Впрочем, с носом не все так просто. Хотя in vitro ученые обнаружили и ACE2, и TMPRSS2 на всех клетках его слизистых, «живые» эксперименты показали, что SARS-CoV-2 заражает только клетки реснитчатого эпителия. То есть одного лишь пространственного совпадения протеазы и ACE2 недостаточно, и для успешного инфицирования имеют значение и другие факторы (скажем, соотношение ACE2 и TMPRSS2 или присутствие еще какого-то белка). Стремительное появление зачастую противоречащих друг другу данных очень характерно для нынешней коронавирусной эпидемии. До сих пор ученые забивали на исследования простудных заболеваний не в последнюю очередь потому, что такие исследования гласно и негласно считались неважными: на них было трудно получить деньги, а результаты почти гарантированно нельзя было опубликовать в престижных журналах. И когда глобальную пандемию вызвал именно простудный вирус, мир оказался беззащитен и несколько месяцев тыкался вслепую, пытаясь срочно разобраться в патогенезе COVID-19 и подобрать лечение. Эти метания и отсутствие твердых знаний стоили жизни тысячам людей. Возможно, эта жертва изменит устоявшиеся практики финансирования науки, когда спонсируются главным образом мейнстримовые темы. Поиск под фонарем в краткосрочной перспективе, безусловно, более многообещающ, однако он приводит к тому, что гигантские и потенциально очень опасные черные дыры за пределами узкого освещенного грантами участка остаются совершенно неизученными.

Но вернемся к биологии коронавируса. Помимо дыхательных путей, ACE2 и TMPRSS2 одновременно синтезируются в клетках пищевода, кишечника, мочевого пузыря, общего желчевыводящего протока и роговицы глаза (еще один довод не тереть глаза грязными руками).

Косвенные доказательства, что SARS-CoV-2 может проникать в организм через слизистую глаз, в середине сентября представили китайские ученые из провинции Хубэй[95]. Они оценили, сколько пациентов среди госпитализированных с коронавирусом в городском округе Суйчжоу (это в Хубэе) постоянно носит очки, и сравнили их процент со средним по хубейской популяции. Выяснилось, что, хотя больше восьми часов в день носит очки 31,5 % населения провинции, в больнице с положительным тестом на SARS-CoV-2 таких всего 5,8 %. Авторы заключили, что стекла, создающие механический барьер на пути капелек с вирусными частицами, служат хорошей защитой от заражения. (Но если верить народной молве, уверяющей, что очкарики самые умные, можно предложить альтернативную трактовку: они реже заражаются просто потому, что лучше соблюдают меры предосторожности.)

Подозрения, что вирус размножается в клетках пищеварительного тракта, появились еще в самом начале эпидемии, так как у значительной части инфицированных наблюдалась кишечная симптоматика — диарея или рвота, и у большинства исследованных на этот предмет больных, в том числе бессимптомных, вирус или его части выделялись с фекалиями. В начале мая группа из Нидерландов, используя выращенные в лаборатории мини-фрагменты кишечника (такие миниатюрные копии органов называют органоидами), показала, что SARS-CoV-2 может внедряться в их клетки и размножаться там[96]. Все эти наблюдения косвенно указывают, что как минимум в некоторых случаях вирус может рассматривать ЖКТ как приемлемое место обитания.

Условия, приближенные к боевым

Для того чтобы определить, какие именно клетки кишечника заражает вирус, нидерландские исследователи фотографировали срезы тканей при помощи электронного микроскопа с камерой и затем анализировали фотографии. Обычно специалисты занимаются этим в лаборатории, но из-за карантина большую часть времени ученые не ходили на работу. Поэтому снимки выложили в облако, и сотрудники рассматривали их из дома.

С фурином ACE2 пересекается на клетках бронхов, легких[97] и эпителия ротовой полости[98] — то есть вирус теоретически может проникать в организм и через рот. Эта гипотеза дополнительно подтверждается тем, что живой патоген выделяется из образцов слюны большинства заболевших[99],[100]. Что еще важнее, количество вирусной РНК в слюне хорошо отражает, на какой стадии находится болезнь. Так что вполне вероятно, в будущем, чтобы определить, инфицирован ли человек SARS-CoV-2, его будут просить плюнуть в пробирку или прополоскать горло специальной жидкостью и потом также сплюнуть ее, а не делать соскоб с глотки, что гораздо безопаснее для персонала и приятнее для тестируемого. Более того, люди могут собирать материал самостоятельно, а это значительно упрощает логистику. Наконец, тесты на основе слюны значительно облегчат проверку детей, которые терпеть не могут, когда им скребут горло щеточкой, как при стандартном тесте. Это особенно важно, учитывая, что с открытием школ детей придется тестировать регулярно. Способность SARS-CoV-2 размножаться в клетках ротовой полости может быть одной из причин того, что он куда более заразен, чем SARS. Этот близкий родственник нынешнего коронавируса был более смертельным — доля погибших составила 10 % от заболевших, — но зато относительно плохо передавался от человека к человеку. Вирус атипичной пневмонии внедрялся преимущественно в клетки легких и для распространения должен был подняться — например, при помощи кашля. Как мы обсудим в следующих главах, SARS-CoV-2 эффективнее всего передается от человека к человеку до того, как у заболевшего проявятся симптомы.

Опасная профессия

Еще одно следствие того, что вирус обитает во рту, — необходимость тщательно дезинфицировать зубоврачебное оборудование и дополнительно защищать самих стоматологов. Стандартных масок и даже респираторов может быть недостаточно. Чтобы защитить слизистые и от летящих из-под бормашины капелек, и от аэрозолей, представляется разумным одновременно использовать как маску или респиратор с очками, так и прозрачные пластиковые экраны[101].

Еще фурин и ACE2 оказываются вместе на поверхности клеток легких, кишечника и почек. Также эта пара белков (и заодно TMPRSS2) встречается в некоторых кардиомиоцитах — клетках сердечной мышцы. Наконец, все три белка, необходимые вирусу для проникновения, есть в клетках надпочечников у эмбрионов[102]. Теоретически это означает, что SARS-CoV-2 может внедряться в эти клетки и размножаться там, однако надежных данных, которые указывали бы на такой сценарий, пока нет. Частота патологий у младенцев, рожденных женщинами с подтвержденной коронавирусной инфекцией, не отличается от средней по популяции. Однако для полной уверенности, что SARS-CoV-2 не вызвал у них каких-либо долгосрочных последствий, нужно понаблюдать за такими детьми несколько лет. Кроме того, большинство детей, матери которых болели COVID-19 во время беременности, рождаются без вируса. Но в некоторых случаях — порядка 1,4 % — тест на SARS-CoV-2 у таких новорожденных дает положительный результат{23}[103]. Другими словами, коронавирус может проникать через плаценту, хотя делает это не очень часто. Этот же вывод подтверждают исследования непосредственно плаценты: хотя данные по наличию рецепторов ACE2 и протеазы TMPRSS2 на ее клетках противоречивы[104],[105], описано несколько случаев, когда плацента рожениц с COVID-19 была заражена коронавирусом[106],[107].

Помимо магистрального пути через ACE2, коронавирус, вероятно, может забираться в клетки, используя еще один рецептор под названием CD147. Это трансмембранный белок — он как бы протыкает клеточную мембрану насквозь, и одна его часть торчит наружу, а другая — внутрь клетки. CD147 присутствует на множестве разных типов клеток, в том числе в репродуктивном тракте, мышцах, мозге, глазах, эпителии, иммунных клетках, нейронах и так далее. В экспериментах по заражению вирусом культур клеток блокировка CD147 останавливала распространение SARS-CoV-2. Цепляется вирус за этот рецептор при помощи все того же спайк-белка, хотя в лабораторных экспериментах связывание было не очень сильным[108]. Еще одно косвенное свидетельство, что CD147 может быть причастным к заражению коронавирусом: у людей старшего возраста и/или тех, у кого есть избыточный вес, ген, кодирующий рецептор CD147, работает более активно[109]. Как мы подробно обсудим ниже, возраст и избыток массы тела — главные факторы риска для заражения и тяжелого течения COVID-19. Но действительно ли CD147 играет заметную роль в патогенезе коронавирусной инфекции — непонятно, и на фоне множества других загадок, связанных с SARS-CoV-2, изучением этого рецептора никто всерьез не занимался. Возможно, в будущем, когда ситуация в мире нормализуется, мы узнаем про него что-нибудь интересное.

Течение болезни

Итак, вирус тем или иным способом проникает в организм, его спайк-белок связывается с рецепторами ACE2, разрезается одной из клеточных протеаз, после чего изменяет конформацию, «подтягивает» вирусную частицу к самой поверхности клетки, ее мембрана сливается с клеточной, и содержимое оказывается внутри. SARS-CoV-2 перехватывает управление клеточными процессами и начинает размножаться, параллельно мешая клетке сообщить иммунной системе о вторжении (мы подробно обсуждали эти процессы в главе «Как устроен коронавирус»). Свежесобранные вирусные частицы выходят в межклеточное пространство и заражают новых жертв — но опять же, только если на поверхности этих клеток есть рецептор ACE2, а еще лучше — ACE2 и одна или сразу обе протеазы, которые невольно помогают SARS-CoV-2 забираться под мембрану.

Легкое течение

Если вирус проник в организм стандартным путем — через рот или нос, первое время его размножение проходит незаметно: максимум человек почувствует першение в горле или начнет слегка покашливать, чтобы избавиться от неприятного ощущения и скапливающейся в глотке слизи. Слизь — свидетельство того, что иммунная система распознала вторжение и начала атаковать врага сперва неспецифическим оружием, то есть средствами врожденного иммунитета. Выделяемые участниками пока невидимой битвы вещества стимулируют гиперпродукцию слизи не просто так: это важный компонент нашего арсенала противопатогенных защит. Вирусные частицы застревают в вязком секрете и не могут добраться до незараженных клеток — параллельно их добивают содержащиеся в слизи иммунные клетки. Все это клейкое месиво выводится из организма: скопления слизи подталкиваются наверх движениями специальных реснитчатых клеток, а затем выкашливаются или высмаркиваются. У курильщиков клетки дыхательных путей сильно повреждены, поэтому слизь плохо выводится — и плохо образуется. Возможно, именно поэтому вирусу проще преодолевать этот уровень защиты и пробираться сразу к легким.

Что именно происходит во время этих первых схваток иммунитета с вирусом и почему у некоторых людей развивается полноценная болезнь с температурой и пневмонией, а кто-то отделывается легким покашливанием или вообще не замечает, что его организм встречался с инфекцией, — не совсем ясно. Впрочем, мы не знаем ответа на этот вопрос и для множества других болезней, например тех же простуд. Туманные разговоры о «более сильном иммунитете» только подчеркивают, насколько плохо мы понимаем подлежащие механизмы. Благодаря коронавирусу исследователи, возможно, начнут чуть лучше разбираться в деталях того, как работает наша иммунная система.

Типичные симптомы

COVID-19 — респираторное заболевание, так что его основные симптомы мало отличаются от простуд и гриппа. Исследования статистики по большому числу больных показали, что чаще всего у заразившихся появляются температура и сухой кашель. Еще несколько наиболее распространенных симптомов — слабость, мышечная и головная боль, быстрая утомляемость, одышка, боль в горле, изменение или потеря обоняния и вкуса. Реже встречаются кишечные проявления (понос, тошнота и рвота) и совсем редко — насморк. Большинство этих симптомов — проявления так называемого общетоксического влияния вируса на организм. Грубо говоря, вирус размножается, иммунная система сражается с ним и для облегчения борьбы запускает реакцию воспаления (мы подробно поговорим об этом дальше в этой главе). Больное горло, кашель и проблемы с пищеварением — следствие размножения вируса в дыхательных путях и ЖКТ. Если болезнь начинает развиваться по нехорошему сценарию, могут появиться стесненность в груди, сильная одышка и затрудненность дыхания. Появление этих признаков — повод немедленно обратиться за медицинской помощью, так как они указывают на значительное поражение легких.

Некоторые части пазла уже начали складываться. Так, большой коллектив швейцарских ученых выявил, что хотя бы отчасти легкое течение COVID-19 может быть связано с эффективным ответом местного иммунитета[110]. Обычно, говоря о выработке защитных антител, мы подразумеваем иммуноглобулины типа G (IgG) или M (IgM). Именно их определяют в стандартных тестах на антитела. Однако, помимо этих двух разновидностей, у нас есть еще IgA, IgE и IgD. Они куда менее известны, но не менее важны. В контексте коронавируса нас интересуют прежде всего IgA. Про роль остальных типов антител можно прочитать во врезке ниже.

Про IgA мы знаем, что они самым непосредственным образом участвуют в борьбе с вирусами, в том числе с SARS-CoV-2. Более того, именно от них может зависеть, заболеет человек, встретившийся с вирусом, или нет. Этот тип иммуноглобулинов работает преимущественно не в крови (хотя и там тоже), а в секретируемых жидкостях вроде слез, слюны, грудного молока или пищеварительного сока, а также на слизистых оболочках. Это означает, что IgA — первая линия обороны против любых вторженцев. Несмотря на это, а также на факт, что по количеству иммуноглобулины типа А занимают в организме первое место (ежедневно каждый из нас синтезирует до 8 граммов(!) этих белков), они очень плохо изучены. Тем не менее было показано, что IgA, выделяющиеся преимущественно в виде димеров (двух склеенных основаниями «игреков») или полимеров, умеют обезвреживать многие вирусы, например ВИЧ, вирус Эпштейна — Барр, вирус гриппа и другие. IgA делают это разными способами. Например, облепляют вирусные частицы, мешая им связаться с рецепторами клеток. Или же не дают вирусу, уже проникшему в клетку, реализовать программу по ее захвату, связывая вирусные белки: до того как иммуноглобулины A выделятся в межклеточную среду, они в специальных мембранных пузырьках движутся сквозь пограничные клетки и, если в них проник вирус, атакуют его[111].

В отличие от IgG или IgM, иммуноглобулины типа А редко запускают воспаление — в противном случае мы бы постоянно ходили с заложенным носом, слезящимися глазами и распухшими слизистыми во всех местах, где есть слизистые. Отсюда следует важная мысль: если организм нейтрализовал вирус при помощи IgA, человек может вообще не заметить, что с ним произошло что-то плохое. У него не будет или почти не будет симптомов, а стандартные тесты на IgG и IgM дадут отрицательный результат: так как вирус был уничтожен на дальних подступах, иммунная система не успела запустить масштабную реакцию, клетки, производящие антиковидные иммуноглобулины классов M и G, не были активированы и не начали бешено размножаться, как происходит при классическом иммунном ответе. Но при этом у человека должны быть специфические IgA против белков SARS-CoV-2 — раз он выздоровел, значит, их оказалось достаточно много, чтобы обезвредить вирус. И действительно, у части медиков, которые работали с ковидными пациентами, но не припомнят, чтобы у них проявлялись симптомы болезни, в носу и в слезной жидкости обнаруживаются иммуноглобулины типа A против коронавируса. При этом специфические IgG в их крови отсутствуют. У пациентов с легкой формой коронавирусной инфекции IgA детектировались в крови, их титр достигал пика на девятый-десятый день после начала симптомов, после чего спадал. При этом иммуноглобулины G у таких больных могли и не появиться[112].

Эти данные указывают, что именно эффективный ответ местного специфического иммунитета (по меньшей мере его гуморальной, то есть антительной, составляющей) непосредственно в точке, где вирус попытался проникнуть в организм, может хотя бы отчасти определять, по какому сценарию будет развиваться болезнь. Вопрос, почему у одних людей местный иммунитет срабатывает, а у других — нет, остается открытым. В качестве правдоподобной гипотезы можно предположить, что активность и спектр подходящих IgA в слизистых выше у молодых и особенно у детей, так как они регулярно сталкиваются со множеством респираторных вирусов, в том числе с другими коронавирусами. Возможно, хотя бы в некоторой степени по этой причине большинство детей переносят COVID-19 бессимптомно, да и в целом тяжесть заболевания обратно коррелирует с возрастом. Авторы работы, о которой мы говорили в предыдущем абзаце, также обнаружили, что IgA в носу медработников было тем больше, чем они моложе. Побочный вывод из всего этого: детям полезно встречаться с простудами и прочими неопасными вирусами. Хождение в детский сад с соплями — вечная тема разборок в родительских чатах — хорошая тренировка для выработки разнообразных IgA. Они являются частью приобретенного иммунитета и не присутствуют в нас с рождения, так что детсадовская «коллекция» — отличный вклад в снижение риска постоянных простуд в более взрослом возрасте.

Еще одна гипотеза связывает легкое течение COVID-19 с предсуществующим клеточным иммунитетом к «простудным» коронавирусам. Сразу в нескольких работах было показано, что у значительной части людей, которые не болели ни COVID-19, ни SARS, обнаруживаются T-клетки, реагирующие на N- и S-белки SARS-CoV-2, а также на его неструктурные пептиды{24}[113],[114]. Впрочем, обе работы выполнены на малом числе пациентов. Чтобы как следует разобраться, насколько значим кросс-иммунитет, оставшийся после встреч с другими коронавирусами, и есть ли он у существенного числа людей, необходимы более масштабные исследования.

Бессимптомное течение

Среди всех, кто подхватил коронавирус, выделяется группа людей, которые переносят его вообще бессимптомно. Их доля, по разным оценкам, составляет от 4 до 45 %[115],[116], и, хотя при скрининге в их крови обнаруживаются антитела к SARS-CoV-2, такие люди уверяют, что никаких похожих на COVID-19 проявлений у них в последние месяцы не было. Что именно происходит в организме бессимптомных (они же асимптомные) — неясно. В одной из работ авторы решили как следует изучить биохимические и физиологические параметры асимптоматиков во время и после болезни[117]. Первым делом оказалось, что больше чем у половины бессимптомных (56,8 %) в легких имеются знаменитые участки «матового стекла» — изменения легочной ткани, дающие характерную картину на КТ: часть альвеолярной ткани легких, которая в норме должна быть черной (так на КТ-фотографиях выглядят полости, заполненные газом), становится мутно-серой из-за скапливающейся там жидкости. Уровень некоторых медиаторов воспаления у пациентов, которые ни на что не жаловались, был выше, чем у здоровых, но при этом куда ниже, чем у больных с теми или иными симптомами.

Несмотря на отсутствие внешних признаков COVID-19, у асимптомных обнаруживались как IgM, так и IgG, в том числе и нейтрализующие, то есть антитела, способные уничтожать вирус самостоятельно, без привлечения тяжелой иммунной артиллерии. Однако уровень всех антител был заметно ниже, чем у людей, болевших «по всем правилам», а концентрация начинала спадать раньше. Эти данные указывают, что у бессимптомных сражения иммунитета с SARS-CoV-2 проходят менее масштабно: в них вовлекается меньше участников, и они не выходят на уровень системного воспаления. С чем это связано — неизвестно. То ли организм бессимптомных быстрее распознает вирус, то ли у них эффективнее работает клеточная ветвь иммунитета, то ли начальная инфицирующая доза у таких пациентов оказалась ниже — а может быть, все это вместе. Вариант, что асимптомные носители — просто толстокожие Homo sapiens, которые не ощущают себя больными до тех пор, пока не начнут задыхаться, подходит лишь частично: как минимум температура тела у них точно не поднималась. Но вот такие субъективные характеристики, как слабость или боли в различных частях тела, действительно могут по-разному ощущаться разными людьми.

При этом вирусная РНК в мазках, взятых из глотки, у бессимптомных детектировалась достоверно дольше, чем у пациентов с кашлем или температурой: в среднем 19 дней (максимум 45) против 14. Повторимся: это не значит, что все это время симптомные или бессимптомные заразны. Чтобы однозначно утверждать такое, необходимо проводить эксперименты с заражением клеток вирусом, смытым из мазков, а такие эксперименты требуют BSL-3-лаборатории — увы, очень часто научный прогресс ограничен не фундаментальными проблемами, а финансовыми и техническими обстоятельствами. Однако подобные опыты, выполненные другими группами, показали, что уже через неделю заразить клетки в культуре невозможно. (Помимо прочего, это означает, что срок карантина можно безопасно сократить с двух недель, скажем, до 10 дней.)

Наконец, самое неприятное, что обнаружили авторы{25}: через два месяца после выписки из больницы (в целях исследования бессимптомные тоже находились под присмотром врачей) у 40 % процентов асимптоматиков вообще не получилось обнаружить IgG. Среди тех, у кого наблюдались симптомы, таких было только 13 %. Пока сложно сказать, означает ли исчезновение антител отсутствие иммунитета, особенно у тех, кто перенес COVID-19 бессимптомно: вполне вероятно, раз эти люди изначально не заболели, что у них присутствует другой защитный арсенал, например мощная клеточная компонента. Но исключать такую возможность пока тоже нельзя. К началу осени, когда цифра подтвержденных случаев заражения перевалила за 25 млн, был достоверно описан лишь один кейс повторного заражения COVID-19 в Гонконге[118] (и еще несколько исследовательских групп заявили, что тоже нашли таких пациентов, но не успели оформить сообщения о них в виде полноценных научных публикаций[119]). И у этого пациента был нетипичный паттерн формирования антител, а именно: после первого инфицирования они не обнаруживались. Но тем не менее данные об исчезновении IgG как бы намекают, что переболевшим не стоит расслабляться и игнорировать меры предосторожности. Еще один вывод: вполне вероятно, человечеству не удастся обойтись однократной вакцинацией и прививки против COVID-19 придется повторять регулярно. Впрочем, это опять же будет зависеть от того, насколько важны для выработки стойкого иммунитета антительная и клеточная составляющая и как хорошо вакцина будет не только стимулировать выработку антител, но и активировать Т-клетки, — мы подробнее поговорим об этом в главе «Где вакцина?».

Что делают антитела

Во время пандемии коронавируса, кажется, даже самые далекие от биологии и медицины люди выучили слово «антитела». Многие считают их панацеей от вируса — но что в действительности они делают и откуда берутся? Антитела — это белки, составленные из нескольких полипептидных цепей. Отдельное антитело по форме напоминает букву Y. Рожки игрека предназначены для того, чтобы узнавать и крепко приклеиваться к чужеродным молекулам или их фрагментам, а ножку распознают различные иммунные клетки. Задача антител — находить в организме чужеродные элементы и прицепляться к ним. В некоторых случаях такое связывание само по себе обезвреживает врага — если, например, прикрепившиеся к вирусным частицам антитела физически блокируют белок, при помощи которого патоген соединяется с клеточными структурами (антитела, способные на такое, называют нейтрализующими). Но гораздо чаще антительные метки служат сигналом для других компонентов иммунной системы, в первую очередь макрофагов: они видят торчащую ножку Y, а точнее — множество торчащих ножек, и немедленно уничтожают подозрительный объект, к которому она прикреплена. Без таких меток найти врага клеткам-убийцам гораздо сложнее.

Антитела синтезируются особой разновидностью лимфоцитов — B-клетками. Благодаря хитрым мутационным процессам, изменяющим только строго выделенные части генома предшественников B-клеток, в нашем организме исходно, еще до встреч с любыми патогенами, присутствуют миллиарды типов B-лимфоцитов, которые готовы производить антитела, узнающие миллиарды же типов чужеродных (то есть тех, которых нет в наших клетках) молекулярных мотивов. Когда в организм попадает вирус, бактерия, простейшее или другой потенциальный враг, какое-нибудь из антител обязательно узнает тот или иной вражеский фрагмент — его называют антиген — и прилепится к нему. Такие исходные антитела не плавают в крови, а встроены в мембрану B-клеток, и, после того как рожки свяжут антиген, B-клетка активируется и начинает бешено делиться{26}. Ее потомки производят и выделяют только правильные антитела, узнающие именно этот антиген, более того, в них запускается тот самый хитрый мутагенез, благодаря которому каждый раз синтезируются игреки с немного видоизмененными рожками. По теории вероятностей какие-то из них будут связывать антиген лучше изначальных — и дальше делиться и производить новые антитела будут уже потомки этой клетки. Благодаря такой селекции к концу болезни в организме начинают синтезироваться сверхточные антитела, идеально узнающие конкретного врага. После победы в организме остаются так называемые B-клетки памяти, которые хранят инструкции по производству именно этих антител. Если через какое-то время тот же патоген вновь попытается проникнуть внутрь, синтез специфичных, максимально липучих антител будет запущен сразу, а не через пару недель, как при первой встрече.

Антитела делятся на пять типов, каждый из которых заточен на выполнение своих задач. «Классические» антитела в форме Y — это IgG. Они путешествуют по организму в плазме крови, очень точно узнают свой антиген (то есть реагируют на один, и только один конкретный фрагмент) и намертво прилипают к нему. IgG начинают синтезироваться в больших количествах в среднем на 10–14 день от начала болезни — это продукт той самой мутационной «подстройки» и отбора B-клеток.

Первыми на незнакомый патоген реагируют IgM. Это неспецифические антитела, они узнают множество теоретически возможных антигенов, но не настроены на какой-то конкретный. В отличие от одиночек IgG, молекулы этого типа антител плавают впятером: они сцеплены за «ножки» и образуют красивую звезду. Благодаря такой форме узнающие антиген рожки торчат в разные стороны — это позволяет IgM «склеивать» чужеродные объекты даже несмотря на то, что связывание с ними может быть не очень прочным. Также IgM могут выполнять роль рецепторов на поверхности B-клеток: с их помощью эти лимфоциты узнают «свои» антигены.

Антитела, работающие преимущественно не в крови, а на слизистых и в секретируемых жидкостях, — IgA. Это специфические антитела, то есть они образуются к конкретному антигену после того, как организм познакомится с ним. По этой причине у новорожденных нет своих иммуноглобулинов типа A, но они в большом количестве получают их из материнского молока. Постепенно у младенцев вырабатываются собственные IgA: уже к году их количество составляет примерно 20 % от взрослой нормы и полностью достигает ее к 4–6 годам[120]. Большая часть IgA синтезируется в виде скрепленных «ножками» димеров, реже они встречаются в полимерной или одиночной форме. Роль иммуноглобулинов типа А в плазме крови ясна не до конца, но в последние годы ученые находят все больше доказательств, что они принимают важное участие в регуляции иммунного ответа, в том числе модулируя как воспалительные, так и противовоспалительные процессы[121].

Иммуноглобулины типа E были предназначены для борьбы с крупными паразитами вроде червей, причем не с привычными и относительно безобидными острицами или аскаридами, а с теми, что живут в тканях и могут легко убить хозяина. В современном западном обществе такая напасть встречается редко, IgE простаивают и от безделья занимаются нападением на безвредные антигены типа пыльцы или кошачьей шерсти, стимулируя процессы, приводящие к аллергиям.

Функции IgD известны слабо: они могут выполнять функции рецепторов на незрелых B-клетках и секретироваться в плазму вместе с IgM. Предполагается, что этот тип антител может участвовать в борьбе как раз с респираторными инфекционными агентами[122].

Не только антитела

Хотя основное внимание в медийном поле, да и в научных публикациях, уделяется антителам против коронавируса, это не единственная линия защиты. Помимо антительного иммунного ответа (ученые говорят «гуморального»), при встрече с патогеном у нас активируется так называемая клеточная ветвь иммунитета{27}. Более того, именно она включается первой: организм по умолчанию старается справиться с патогеном малыми силами, не беспокоя В-клетки и всю громоздкую махину выработки антител. Поэтому сначала активируется система врожденного иммунитета, потом Т-клеточная ветвь, и, только если все это не помогло, начинается синтез антител. Компоненты клеточной составляющей иммунитета тоже умеют узнавать вирусные фрагменты и запускать цепочку реакций, приводящей к тому, что клетки-убийцы уничтожат клетки-жертвы, в которых завелся вирус. Аналогично с активацией антительного иммунного ответа, после того как Т-клетки и компания выиграют битву с вирусом, в организме сохранятся клетки памяти (Т-клетки памяти, в противовес В-клеткам памяти, остающимся после выработки гуморального ответа). И при следующей встрече с тем же вирусом они немедленно активируются и очень быстро запустят защитный ответ. Если совсем упрощать, то антитела не дают вирусу заражать новые клетки, а клеточная ветвь иммунитета отвечает за уничтожение тех клеток, которые уже инфицированы. Для полноценной защиты идеально, чтобы работали оба направления.

Проблема в том, что увидеть, запускалась ли у человека клеточная ветвь иммунитета, намного сложнее, чем определить, имел ли место гуморальный ответ. Последний проверяют довольно простым тестом на антитела. Чтобы выяснить, есть ли у пациента клеточная память, нужно проводить длительные и трудоемкие исследования. Они требуют специально обученных сотрудников, оборудования и так далее — всего этого в обычных диагностических медицинских лабораториях нет. Не в последнюю очередь по этой причине в медучреждениях стандартно проводят проверку на антитела, а не на признаки активации клеточного иммунитета. Однако нельзя исключать, что у какой-то части людей организм справился с SARS-CoV-2 только силами клеточного иммунитета (или, по крайней мере, именно работа этой системы имела определяющее значение) — и процент таких людей может быть существенным.

Первая более или менее серьезная работа на эту тему появилась только в конце июня 2020 года, через полгода после начала эпидемии. Шведские ученые из Каролинского университета в Стокгольме проверили, был ли Т-клеточный ответ у больных COVID-19 с выраженными симптомами, со слабыми симптомами и без симптомов, а также изучили донорскую кровь, собранную в мае 2020 года (сдававшие ее добровольцы были уверены, что ничем таким подозрительным не болели)[123],[124]. И оказалось, что Т-клеточный ответ имел место у всех переболевших и примерно у 30 % доноров. При этом антитела детектировались лишь у тех, кто болел явно выраженной коронавирусной инфекцией, причем чем сильнее проявлялись симптомы, тем более заметным был титр. И это не первое подтверждение того, что у многих достоверно переболевших COVID-19 не наблюдается значимого титра антител[125].

Эти данные говорят нам сразу о нескольких вещах. Во-первых, COVID-19 переболело существенно больше людей, чем мы выявляем ПЦР-тестом, КТ и даже тестом на антитела. Это хорошо, так как приближает коллективный иммунитет и само по себе замедляет распространение инфекции: поборовшие вирус силами Т-клеточного иммунитета, вполне вероятно, смогут сделать это еще раз до того, как вирус как следует размножится, а носители начнут быть заразными. Впрочем, конкретно с этим выводом стоит быть осторожнее, так как мы не знаем, с чем связано наличие только Т-клеточного ответа. Возможно, эти люди изначально получили малую дозу вируса и поэтому смогли справиться с ним без привлечения антител. Не исключено, что при большем забросе вируса они все же заболеют, но, вероятно, не очень тяжело, так как натренированная клеточная составляющая во второй раз активируется еще быстрее. Кроме того, явное наличие Т-клеточного ответа требует более внимательного подхода к разработке вакцин. Главным критерием их эффективности часто — а особенно сейчас, в условиях чрезвычайной спешки, — является способность стимулировать выработку антител. На клеточную компоненту, конечно, смотрят, но по-прежнему ориентируются в основном на антитела. Однако нельзя исключать, что вакцина, дающая хороший титр, но не подстегивающая клеточную компоненту, может обеспечивать не слишком надежную защиту. Вполне возможно, что вакцина, которая заставляет активироваться именно эту ветвь иммунитета, окажется куда более действенной. Мы еще раз коснемся этого вопроса в главе «Где вакцина?».

Различные паттерны развития иммунного ответа при вторжении SARS-CoV-2 — высокий или низкий титр антител, отсутствие их у переболевших или наличие у тех, кто не чувствовал никаких симптомов, признаки активации клеточной компоненты, в том числе у вроде бы неболевших, — свидетельствуют о сложном взаимодействии вируса и различных составляющих иммунитета. Нам только предстоит выяснить, в какой степени и когда в борьбу с патогеном вовлекается клеточный иммунитет, почему у одних людей он справляется с вирусом единолично, а другим — в том числе и бессимптомным — приходится подключать антитела и так далее. Строго говоря, мы не знаем ответов на эти вопросы и для остальных простудных вирусов, более того, для большинства из них мы в принципе плохо представляем, как выглядит динамика иммунного ответа. Возможно, эпидемия COVID-19 подстегнет исследования в этом направлении, потому что, как выясняется, даже бесполезные знания о неопасных вирусах однажды могут очень пригодиться.

Тяжелое течение

Хотя организм большинства людей довольно быстро расправляется с вирусом, в некоторых случаях остановить размножение SARS-CoV-2 не удается, и он начинает широким фронтом захватывать клетки нижних дыхательных путей. Как мы уже обсудили выше, на клетках легких есть и рецепторы ACE2, и облегчающие проникновение вируса протеазы. В том числе есть они и на клетках, выстилающих альвеолы — крошечные пузырьки, оплетенные кровеносными сосудами, в которых происходит газообмен. Именно в альвеолах эритроциты крови избавляются от молекул углекислого газа и взамен получают кислород — газы просачиваются прямо сквозь тонкие выстилающие клетки под названием пневмоциты I типа.

Несмотря на страшную важность клеток альвеол, когда там начинает размножаться SARS-CoV-2, иммунная система поступает с ними так же, как и с любыми другими клетками, зараженными вирусом, — безжалостно убивает. Умирают как пневмоциты I типа, так и клетки, синтезирующие сурфактант — вещество, не дающее альвеолам схлопываться (пневмоциты II типа). На месте сложных и тонких устройств для газообмена образуется месиво из убитых клеток и ошметков вируса. Альвеолы заполняются жидкостью, просочившейся через «разрыхленные» стенки кровеносных сосудов: этот механизм призван облегчить иммунным клеткам дорогу к месту атаки, но в данном случае он ухудшает ситуацию. Без сурфактанта стенки альвеол даже в тех местах, где они не заполнены жидкостью, слипаются.

Человеку становится трудно дышать, сатурация (содержание кислорода) в его крови падает, и без внешней поддержки шансы поправиться стремительно снижаются. В некоторых случаях больные выкарабкиваются с этой стадии сами или при помощи дополнительных порций кислорода, который подается в организм через носовые канюли или маску — наверняка вы видели характерные пластиковые трубочки у героев фильмов и сериалов про больницу. Иногда для достижения результата приходится подавать кислород с высокой скоростью (высокопоточная кислородотерапия) или использовать аппараты, подающие воздух в дыхательные пути под давлением через лицевую маску (неинвазивная вентиляция легких). Но у некоторых пациентов все больше альвеол будут заполняться жидкостью и из строя выйдет значительная часть легких. Такое состояние называется ОРДС (острый респираторный дистресс-синдром), и оно крайне опасно. Без искусственной вентиляции легких (ИВЛ), когда воздушная смесь подается через трубку непосредственно в трахею, или, в самых тяжелых случаях, без насыщения крови O_2 при помощи метода ЭКМО (экстракорпоральной мембранной оксигенации), когда через специальные катетеры у больного забирают кровь, обогащают ее кислородом и вводят обратно в организм, шансы на выживание стремятся к нулю.

Рис. 7. Альвеолы здоровых легких — это надутые шарики, в которых происходит газообмен. Когда вирус проникает в составляющие их клетки, иммунная система начинает уничтожать зараженных. В результате пневмоциты не могут нормально работать, альвеолы заполняются жидкостью и схлопываются, а обмен газами нарушается

Нестрашное стекло

Пожалуй, самый «медийный» признак COVID-19 — характерные вкрапления в легких по типу матового стекла, которые выявляют на КТ. В какой-то момент на заре эпидемии в Китае даже ставили диагноз «коронавирусная инфекция» исключительно на основании этого симптома (потом, правда, от этой практики отказались, так как «матовое стекло» может появляться и при пневмониях, вызванных другими вирусами, например тем же гриппом). Многие пациенты, подозревающие, что могли подхватить SARS-CoV-2, настаивают на КТ-диагностике, а узнав, что в их легких есть то самое матовое стекло, начинают требовать немедленной госпитализации и глотать все таблетки, о которых прочли в интернете. При этом в подавляющем большинстве случаев таким пациентам не нужна никакая внешняя поддержка и они благополучно поправятся, сидя дома. Вкрапления по типу матового стекла часто обнаруживаются даже у бессимптомных больных[126], которые не отмечают никакого ухудшения самочувствия. Так что сам по себе этот признак не является показателем тяжелых необратимых изменений в легких.

Но тотальное поражение легких не единственная причина тяжелого течения и смерти от COVID-19. У многих больных, попадающих в реанимацию, отказывают и другие органы — от почек до сердца. Одна из главных причин поломок — гиперреакция иммунной системы, в том числе переходящая в так называемый цитокиновый шторм. Этим термином называют неконтролируемый выброс иммунными клетками особых молекул — цитокинов, химических посланий, при помощи которых клетки обмениваются друг с другом сигналами и приказами{28}. Когда в организме распространяется патоген, смысл таких посланий сводится к нескольким основным вещам: активировать и позвать к месту атаки новые иммунные клетки и запустить реакцию воспаления, чтобы облегчить им доступ. Вновь прибывшие клетки также выделяют цитокины, призывая все новых и новых бойцов (их называют Т-киллеры или цитотоксические Т-лимфоциты), которые приходят, убивают зараженные клетки и тоже выделяют провоспалительные цитокины. В норме реакция воспаления ограничена во времени: когда большая часть врагов (в данном случае — инфицированных клеток) уничтожена, армия складывает оружие и уходит. Но в некоторых случаях из-за наплыва иммунных клеток в отлаженных механизмах происходит сбой: привлекаемые провоспалительными цитокинами цитотоксические Т-лимфоциты и другие иммунные клетки вместо того, чтобы уйти, все прибывают и прибывают на место атаки и при этом тоже выделяют химические сигналы, стимулирующие воспаление. Ткани, находящиеся в состоянии постоянного воспаления, не могут нормально работать, плюс ненормальный паттерн цитокинов может запускать «самоубийство» (апоптоз) клеток[127],[128]. Вследствие глобального сбоя в коммуникации и работе иммунных клеток патологическая реакция иммунной системы повреждает сосуды. При обычном воспалении они расширяются, а выстилающие их клетки — эндотелиоциты — немного раздвигаются, чтобы бойцам иммунной системы было проще добираться до места атаки. Цитокиновый шторм сопровождается нарастающим воспалением, из-за чего сосуды постоянно расширены, а давление снижено. В результате все органы систематически недополучают кислород (грубо говоря, кровь не добивает туда). Если это продолжается достаточно долго, органы выходят из строя, особенно если с какими-то из них и так есть проблемы. Дополнительно поломкам способствуют все те же медиаторы воспаления, влияющие на работу митохондрий — клеточных органелл, которые, собственно, отвечают за использование кислорода. Другими словами, при цитокиновом шторме самые разные части тела начинают страдать от гипоксии. Кроме того, сверхконцентрированный коктейль из разных медиаторов воспаления сводит с ума иммунные клетки, и они начинают повреждать все подряд, в том числе эндотелиоциты. Пытаясь предотвратить неизбежное в таких случаях кровотечение, запускаются механизмы свертывания крови. Итог — многочисленные микротромбы, ухудшающие и без того плохую циркуляцию крови. Впрочем, окончательно механизмы, которые усиливают свертываемость крови и провоцируют образование тромбов при COVID-19, сегодня не ясны, но похоже, что предсуществующие нарушения в работе сосудов у пациентов из групп риска могут определять повышенную вероятность тяжелого течения COVID-19[129].

Игры с иммунитетом

Отказ легких, сверхмощная реакция иммунной системы вплоть до цитокинового шторма, гиперкоагуляция и тромбоз сосудов в различных органах — коронавирус убивает зараженных самыми разными способами. Вероятно, ученые хотя бы отчасти поняли, почему именно SARS-CoV-2 провоцирует настолько несбалансированный ответ иммунной системы. За миллионы лет совместной эволюции со сложными существами, у которых есть хитрая иммунная система, состоящая из многих участников, вирусы научились блокировать и обходить ее. Глобально клеточную защиту от вирусов можно разделить на две составляющие: так сказать, авангард и основные силы. Авангард — это система интерферонов, белков, которые быстро останавливают в зараженных клетках белковый синтез, соответственно, перестают производиться и белки вируса. Интерфероны действуют не только внутри зараженной клетки: они выделяются вовне и превентивно останавливают синтез белков в соседних клетках.

Основные силы призываются цитокинами: они стимулируют масштабную реакцию воспаления и привлекают главных убийц иммунной системы. Обнаружив внутри себя вирусы (обычно их выдают необычные двуцепочечные молекулы РНК, образующиеся при размножении вируса как побочный продукт), клетка первым делом запускает синтез интерферонов, конкретно интерферонов I и III. Эти белки сдерживают размножение вируса, давая основным силам время как следует подготовиться, например научиться вырабатывать максимально специфичные антитела. Если интерфероны не справляются, включаются гены, запускающие синтез других цитокинов, главным образом провоспалительных.

Большинство вирусов так или иначе вмешиваются в работу обеих этих систем — но не SARS-CoV-2. Хитрый коронавирус при помощи сразу нескольких своих белков мешает клетке запустить интерфероновый ответ, при этом никак не влияя на провоспалительный цитокиновый[130]. Без интерферонов вирус продолжает спокойно размножаться, а ничем не сдерживаемый синтез цитокинов приводит к развитию патологического воспаления. Кажется, что такое поведение невыгодно для вируса, ведь мертвый хозяин не может эффективно передавать его дальше. Но, к несчастью для хозяина, это не так: как мы уже обсуждали, пик заразности SARS-CoV-2 приходится на период «около» развития симптомов, поэтому смерть хозяина примерно через три недели после их появления вирус уже не волнует.

Похоже, что главный блокатор интерферона — это белок ORF3b. По сравнению с SARS, кодирующая его последовательность очень сильно укорочена, и первое время ученые думали, что этот огрызочек потерял всякую функциональность. Новые данные указывают, что все ровно наоборот и куцая версия ORF3b мешает выработке интерферона куда эффективнее полноразмерной[131].

Длина имеет значение

Укорочение белка ORF3b происходит за счет того, что в кодирующей его исходной последовательности из-за мутаций появляются несколько так называемых стоп-кодонов — особых сочетаний нуклеотидов, наткнувшись на которые рибосома (молекулярная машина, строящая белки на основе информации из РНК-матрицы) прекращает работать. Однако совсем короткие версии ORF3b блокируют выработку интерферона хуже, чем те, что длиннее (то есть в кодирующей их последовательности стоп-кодон стоит позже)[132]. Два таких удлиненных коротких варианта были обнаружены у вирусных штаммов, полученных от двух тяжелобольных пациентов из Эквадора (один из них позже умер). Предполагается, что они образовались в результате мутаций или спонтанной рекомбинации (обмена фрагментами РНК) между двумя вирусами. Пока не ясно, распространены ли такие штаммы с «удлиненно-короткими» ORF3b в популяции или это так называемые квазивиды коронавируса, образующиеся в организме конкретного пациента. Но если почему-либо SARS-CoV-2 c «удлиненно-короткими» ORF3b получат преимущество, COVID-19 может стать намного более опасным, вызывая тяжелый цитокиновый шторм у большей доли пациентов. Пока причин для размножения таких штаммов не видно — они не увеличивают заразность вируса, поэтому явных преимуществ при отборе у них нет. Но сам по себе факт их появления — веский стимул быстрее работать над вакциной и в целом над исследованиями патогенеза COVID-19. Чем дольше вирус будет путешествовать по телам неиммунных людей, тем больше шансов на выведение более патогенных версий. Хотя это и не обязательный сценарий, тем более что в целом скорость мутаций SARS-CoV-2 остается довольно низкой по сравнению со многими другими РНК-содержащими вирусами[133], но исключать его нельзя.

Все эти данные указывают, что теоретически тяжелое течение заболевания можно предотвратить, превентивно снабдив организм заразившегося интерферонами (но не абы какими, а определенных типов). Это предположение подтверждают опыты in vitro, в ходе которых ученые заражали клетки легкого коронавирусом. До того как добавить вирус, исследователи капали в часть чашек Петри интерферон I — и в этих чашках вирус размножался до 10 000 раз медленнее, чем в контрольных[134]. Это не первый намек, что для предотвращения перехода в тяжелую фазу вмешиваться в процесс необходимо на ранних этапах болезни. В первую неделю заболевания патологическая цепь реакций, провоцирующая раскардаш в работе иммунной системы, еще не начала раскручиваться, зато вирус активно размножается и применяет свои мерзкие трюки, ведущие к такому сценарию (ну и кроме того, собственно увеличение количества вирусных частиц — красная тряпка для иммунитета и сигнал запуска масштабной реакции воспаления). Проблема в том, что у любого лекарства есть нежелательные побочные эффекты, и просто так давать их пациентам, которые чувствуют себя хорошо и, вполне вероятно, вообще поправятся через несколько дней, не очень правильно. Впрочем, конкретно в случае интерферонов проводятся клинические испытания ингаляционной формы бета-интерферона для терапии пациентов с COVID-19[135].

В общей сложности примерно 20 % от всех выявленных инфицированных может потребоваться врачебная помощь в стационаре из-за тяжелых симптомов. Около 6 % из них в итоге окажутся в палате интенсивной терапии — а это, с заметной долей вероятности, означает искусственную вентиляцию легких. В данном случае шансы умереть составляют около 60 %[136] (впрочем, доля выживших растет с каждым месяцем по мере того, как врачи и ученые нащупывают более эффективные протоколы ведения тяжелых больных; мы подробнее поговорим о них в следующих главах).

Долгосрочные последствия

У выживших после реанимации, вероятнее всего, останутся долгосрочные последствия. Поврежденные собственными иммунными клетками ткани легкого, как и положено поврежденным тканям, рубцуются, то есть заменяются на соединительную ткань. В отличие от сложноустроенных альвеол, это просто тканевые наросты — шрамы, и к газообмену они не способны. Если в ходе вышедшей из-под контроля реакции воспаления иммунитет расправился со значительной частью легких, после выздоровления пациенты будут хронически недополучать кислород, многим из них до конца жизни придется пользоваться кислородными аппаратами. Длительное пребывание на ИВЛ также не добавляет здоровья. Механическое снабжение кислородом намного грубее естественного дыхания: чтобы прокачать газ через организм, аппарат ИВЛ вдувает его в легкие под большим давлением. Итог — нефизиологичное растяжение и опять же образование рубцов (хотя при ОРДС обычно используют ИВЛ с низким дыхательным потоком, который не так сильно повреждает легкие).

У части пациентов, перенесших COVID-19, в результате воспалительных процессов и микротромбозов повреждаются не только легкие, но и другие органы, например сердце или почки. В хорошем медицинском журнале JAMA вышла статья[137], авторы которой показали, что у 78 %(!) переболевших обнаруживаются воспалительные процессы в миокарде — сердечной мышце. Впрочем, к методике работы есть вопросы: авторы сравнивали перенесших COVID-19 со здоровыми людьми или с хронически больными, а это заведомо некорректная группа сравнения. Поствирусный синдром имеет место и после других серьезных вирусных инфекций, поэтому сопоставлять последствия у ковид-пациентов нужно как раз с такими людьми — вполне вероятно, что обнаруженные изменения миокарда типичны для вирусных заболеваний вообще, а не только для COVID-19. Так что имеет смысл дождаться других исследований на эту тему. Кроме того, пока не ясно, влечет ли появление таких воспалительных очагов физиологические последствия или же является обычной частью процесса реабилитации.

Еще одно напоминание о перенесенной коронавирусной инфекции — повышенная свертываемость крови, которая может сохраняться много недель. Густая кровь увеличивает риски всевозможных сердечно-сосудистых проблем — от тромбоза глубоких вен до инфарктов или легочной эмболии, поэтому многие современные рекомендации предписывают пациентам, особенно из групп риска, принимать антикоагулянты в течение нескольких месяцев после острой фазы COVID-19 (но прописывать любые препараты может только врач!)[138].

Наконец, большое количество переболевших сообщают о длящейся месяцами слабости, спутанности сознания, повышенной утомляемости, бессоннице, головных болях и болях в мышцах. Совокупность подобных расстройств неофициально называют постковидным синдромом (post-COVID syndrome). Его природа и частота пока не ясны, но выдвигаются предположения, что постковидный синдром может быть разновидностью поствирусных синдромов — похожего симптомокомплекса, возникающего после перенесенных вирусных инфекций. Поствирусный синдром описан у пациентов, перенесших SARS[139] или лихорадку Эбола[140]. Его проявления похожи на проявления так называемого синдрома хронической усталости, но, в отличие от последнего, у поствирусного синдрома есть четкая причина — перенесенная вирусная инфекция. Как именно вирусы провоцируют длящуюся месяцами усталость или постоянные боли — непонятно, но некоторые гипотезы опять же связывают все эти патологии с воспалительной гиперактивацией иммунной системы во время сражений с патогеном[141].

Послековидный хвост различных расстройств, похоже, сохраняется у довольно значительного числа переболевших. Ученые из нескольких американских университетов и медицинских центров поговорили с тремя сотнями пациентов через 2–3 недели после того, как у тех выявили коронавирусную инфекцию, и оказалось, что у 35 % не все слава богу[142]. Наиболее часто люди жаловались на сильную слабость, кашель и одышку. Хуже всего возвращение к нормальной жизни проходило у пациентов с какими-нибудь хроническими болезнями: среди обладателей одного, двух или трех диагнозов плохо себя чувствовали соответственно 28, 46 и 57 %. Но и среди здоровых и молодых (от 18 до 34 лет) граждан каждый пятый ощущал, что поправился не до конца. После перенесенного гриппа — главной реперной точки, с которой сравнивают ковид, — спустя две недели плохо себя чувствовали только 10 % выздоровевших. Безусловно, опрос, тем более телефонный, мягко говоря, не самый достоверный метод исследования, но тем не менее неожиданно большие цифры указывают, что исследователям стоит как минимум попристальнее изучить проблему так называемого постковидного синдрома.

Как долго длятся неприятные последствия COVID-19 и не вылезут ли какие-нибудь патологии у тех, кто вроде как сейчас отделался без последствий, мы сможем узнать только через несколько лет, когда у врачей накопятся данные по динамике состояния переболевших.

Факторы риска тяжелого течения

Вопрос, почему у некоторых людей болезнь переходит в тяжелую и критическую фазу, остается открытым. Чаще всего опасные для жизни осложнения развиваются у пациентов из нескольких групп риска: пожилых, страдающих от высокого давления, сердечно-сосудистых заболеваний, хронических легочных заболеваний, диабета, ожирения и больных с ослабленной иммунной системой{29}[143]. Кроме того, среди умерших и больных, которые попадают в реанимацию, больше мужчин. Причины, почему именно у этих пациентов риск тяжелого протекания COVID-19 особенно высок, ясны не до конца. Но кое-что мы все-таки знаем.

Возраст

Преклонный возраст был одним из первых зафиксированных факторов риска. Для китайских пациентов старше 80 лет вероятность умереть от коронавируса составила 14,8 % (от выявленных случаев). В возрасте от 70 до 79 лет этот показатель не превышает 8 %, от 60 до 69 лет — 3,6 %, от 50 до 59 лет — 1,3 %, от 40 до 49 лет — 0,4 %. Для более молодых пациентов риск не пережить COVID-19 остается ниже 0,2 %[144]. В общей сложности 81 % смертей от коронавируса пришлось на людей старше 60 лет. В Италии, самой пострадавшей от SARS-CoV-2 европейской стране, цифры оказались чуть хуже (особенно для мужчин), но глобально распределение вероятности умереть в зависимости от возраста было тем же. Например, у женщин старше 80 лет этот показатель составил 18 %, у мужчин — 30 %. В категории от 60 до 69 лет для женщин риск смерти оказался 4 %, для мужчин — почти 7 %. Примерно 60 % всех смертей приходится на людей старше 80 лет[145]. В других европейских странах процент смертей по возрастам похож, разве что в старшей возрастной группе умирают меньше (в среднем около 20 %)[146].

Главными причинами, которые делают COVID-19 более опасным для пожилых, считаются возрастное угасание активности иммунной системы[147] и сопутствующие болезни, которые с большей вероятностью накапливаются к старости. У больных коронавирусной инфекцией заметно уменьшается количество некоторых иммунных клеток, а именно натуральных киллеров и Т-киллеров[148]. Вероятно, это связано со способностью SARS-CoV-2 подавлять противовирусные механизмы на ранней стадии болезни (мы говорили об этом раньше). В сочетании с и так плоховато работающей иммунной системой такие проделки вируса могут в прямом смысле оказаться смертельными. Однако, если бы дело было только в ослабленном иммунном ответе стариков, второй возрастной группой с высоким процентом смертности были бы младенцы — их иммунная система еще не раскрутилась до взрослых показателей. Причем это относится как к адаптивному иммунитету (к этой ветви принадлежат Т-киллеры), так и к врожденному (к нему относятся натуральные киллеры). Но дети не только крайне редко умирают от SARS-CoV-2, но в принципе редко болеют им с выраженными симптомами (детям и их странным отношениям с коронавирусом посвящена глава «Много маленьких загадок»). Так что, вероятно, именно сопутствующие заболевания увеличивают вероятность свалиться в тяжелую стадию у пожилых.

Высокое давление и сердечно-сосудистые заболевания

Почему SARS-CoV-2 особенно опасен для сердечников — неясно. Одна из гипотез связывает повышенный риск тяжелого течения и смерти от коронавируса с изменениями синтеза ACE2. Но как именно он увеличивает предрасположенность к плохим сценариям при COVID-19 — и увеличивает ли в принципе — непонятно. Этот фермент открыли относительно недавно и до вспышки SARS в 2002–2003 году исследовали довольно вяло. Впрочем, и после атипичной пневмонии новых знаний об ACE2 накопилось не слишком много. Некоторые работы показывают, что при гипертонии количество ACE2 в плазме крови растет[149], но не факт, что это касается белков, сидящих в мембране клеток (ACE2 может синтезироваться и в свободном виде; производство разных форм этого белка регулируется по-разному). У крыс-гипертоников, например, синтез мембранного ACE2 в почках, наоборот, снижен по сравнению со здоровыми животными[150]. Если все же окажется, что высокое давление способствует увеличению количества ACE2 на мембранах клеток легких, то задача проникнуть туда для вируса облегчается, так как входных точек становится больше.

Еще один вариант — повреждение сердечной мышцы в ходе коронавирусной инфекции, более критичное для гипертоников, у которых она и так работает не очень. Кроме того, как мы обсудили выше, у пациентов с COVID-19 болезнь часто провоцирует всевозможные патологии сердечно-сосудистой системы[151]. Это характерно и для других респираторных заболеваний, например гриппа: у переболевших заметно возрастает риск инфарктов[152]. В случае гриппа воздействие на сердце является неспецифическим, то есть проблемы возникают не из-за размножения вируса в клетках сердца, а как следствие все той же патологической гиперактивации иммунной системы и возникающих в результате тромбозов. Каков механизм поражения в случае коронавируса, только предстоит выяснить, однако цитокиновый механизм представляется вполне вероятным. В отдельных работах было показано, что SARS-CoV-2 может проникать[153] и, возможно, размножаться в сердце[154] (авторы обнаружили минус-цепь коронавируса, которая может появляться, только когда вирус создает новые копии себя), однако для окончательной уверенности нужно дождаться независимых подтверждений{30} на большей выборке пациентов. Очень может быть, что коронавирусная инфекция повреждает сердечную мышцу разными путями.

Не исключено, что высокое давление является фактором риска не само по себе, а в комплекте с возрастом. Большинство умерших от коронавируса — пожилые, а у редкого пожилого человека давление сохраняется в норме. Как показал статистический анализ имеющихся данных о повышенной частоте смертей и тяжелого протекания COVID-19 у гипертоников, на сегодня информации недостаточно, чтобы считать высокое давление независимым фактором риска[156],[157]. И например, в официальных рекомендациях британского правительства по взаимодействию с коронавирусом молодые гипертоники не рассматриваются в качестве группы риска. Впрочем, в массе своей врачебные организации по-прежнему указывают на повышенную уязвимость людей с высоким давлением перед SARS-CoV-2: принцип «лучше перебдеть, чем недобдеть» остается превалирующим в медицине. И это правильно.

Вредные советы

Сердечники и люди с повышенным давлением часто принимают препараты, ингибирующие фермент ACE — это родственник ACE2, выполняющий противоположную задачу. Если ACE производит вещество, сужающее сосуды, то задача ACE2 — выпуск вазодилататора, то есть молекулы, которая сосуды расширяет. После начала эпидемии в прессе, да и в научных кругах, стала появляться информация, что ингибиторы ACE, которые часто являются препаратами первого выбора для гипертоников, вызывают компенсаторный синтез ACE2. Из этого делался вывод, что пациентам, принимающим подобные препараты, необходимо пересмотреть терапию, дабы не создавать дополнительных точек входа для вирусов. Это крайне опасный и вредный совет. Увеличение числа ACE2 в ответ на прием ингибиторов ACE показано только на крысиных моделях, но не на людях. Более того, даже на животных результаты смешанные: в части работ исследователи определили, что прием ингибиторов ACE повышает синтез ACE2, в части — что уменьшает, а в некоторых работах не было ни того ни другого эффекта. В тех исследованиях, где ученые наблюдали повышенную продукцию ACE2, дозы препаратов (в пересчете на людей) были гораздо больше тех, что назначают пациентам с высоким давлением[158].

Наблюдения за больными COVID-19 также не показали какой-либо зависимости тяжести протекания болезни от приема ингибиторов ACE[159]. Более того, есть данные, что по мере развития коронавирусной инфекции у людей падает количество ACE2, так что некоторые авторы[160] даже предлагают назначать ингибиторы ACE в качестве терапии при заражении SARS-CoV-2. И хотя делать это без дополнительных исследований не стоит, отменять, прочтя статьи в интернете, прием сердечных препаратов из страха, что они могут увеличить риск тяжелого протекания COVID-19, крайне глупо и опасно. Для пожилых людей с высоким давлением такое решение и вовсе может оказаться фатальным. И к сожалению, даже лукавая рекомендация «посоветоваться с врачом», которую часто добавляют любители порассуждать о вреде ингибиторов ACE2, в данном случае не снижает вред опасного совета. Сегодня даже лучшие ученые мира не знают, как точно взаимодействуют коронавирус и организм, — наивно полагать, что участковый терапевт разбирается в этом лучше.

Диабет и ожирение

Как и в случае с высоким давлением, мы пока не знаем, является ли диабет самостоятельным фактором риска или он попадает в статистику, так как часто встречается у пожилых людей, для которых характерно тяжелое протекание COVID-19. Но если предполагать, что именно диабет сам по себе увеличивает вероятность нехорошего прогноза, можно выделить несколько возможных механизмов. Диабет — заболевание, развивающееся, когда организм перестает нормально усваивать сахар глюкозу, главное топливо всех наших клеток. Для того чтобы глюкоза могла проникнуть в клетки, ей необходим молекулярный ключ — инсулин. Без него сахар поступает в организм с пищей, но не усваивается (клетки «закрыты» для него), а свободно плавает в кровотоке, повреждая самые разные органы и системы: от глаз и почек до сосудов. Этот процесс сопровождается развитием хронического воспаления[161] — а именно оно является, похоже, главной причиной смерти от коронавирусной инфекции (подробнее об этом ниже).

С другой стороны, у пациентов с диабетом, особенно плохо скомпенсированным, сразу множество важных иммунных механизмов работают не так, как нужно[162],[163]. Возможно, по этой причине организм таких людей хуже сдерживает распространение вируса, что повышает риск развития тяжелой фазы, так как иммунитет «перевозбуждается» из-за большого количества патогенов. Косвенно эту теорию подтверждает статистика по другим вирусным заболеваниям, например SARS, MERS или пандемическому гриппу H1N1: среди тех, у кого эти болезни протекали с максимальными осложнениями, процент диабетиков был существенно выше, чем среди легких пациентов.

Наконец, у страдающих от диабета наблюдаются функциональные изменения в легких, уменьшение объема используемого воздуха и в целом нарушение дыхательной функции[164]. Это означает, что при одинаковой степени повреждения альвеол при COVID-19 организм людей с диабетом будет хуже снабжаться кислородом. Чем дольше длится такое состояние, тем выше риск повреждения и выхода из строя самых разных органов. Типичное для диабетиков поражение почек также не способствует быстрому восстановлению при заражении SARS-CoV-2. Еще одна характерная диабетическая патология — повреждение сосудов. Выше мы обсуждали, что в ходе гиперактивации воспалительных процессов при COVID-19 сосуды первым делом оказываются под ударом. А так как у диабетиков это изначально слабое звено, последствия испорченных сосудов могут быть намного тяжелее, чем у здорового человека.

Похожие механизмы могут определять ухудшающее влияние еще одного фактора риска — ожирения. С самого начала эпидемии врачи заметили, что в реанимации попадает непропорционально много людей с лишним весом. Пока ковид бушевал только в Китае, это было не так очевидно. Хотя с момента смерти великого кормчего в 1976 году процент людей с избыточной массой тела в КНР неуклонно растет, их все равно намного меньше, чем в Европе и особенно в Штатах, где ожирение диагностировано у более чем половины населения. И после того, как коронавирус перебрался на Запад, перекос стал очевидным.

Анализ историй болезни 3600 больных с коронавирусной инфекцией из Нью-Йорка выявил, что пациенты с индексом массы тела (ИМТ{31}) больше 30 вдвое чаще попадают в реанимацию, чем люди без лишнего веса. Для больных, ИМТ которых превышает 35 (критическое ожирение), риск оказаться в палате интенсивной терапии в 3,6 раза выше, чем для заразившихся COVID-19 с нормальным индексом массы тела. Причем эти данные получены для людей моложе 60 лет, то есть лишний вес работает независимо от возраста[165]. Похожую статистику получили исследователи из французского Лилля: в их больнице в реанимации «красной зоны» пациенты с ожирением составили почти половину всех, кто туда попал. Шанс оказаться в категории «критический больной» увеличивался вместе с ИМТ: для тех, у кого этот показатель был больше 35, он приближался к 90 %. При этом в доковидные годы распределение по ИМТ среди легочных пациентов реанимации повторяло общее распределение по Франции: средняя доля людей с ИМТ>30 составляла 25,8 %[166]. Вдвое больший риск для очень полных людей умереть от коронавируса был показан в большом исследовании Национальной службы здравоохранения Великобритании[167].

Негативное влияние избыточной массы тела на течение COVID-19 может быть связано сразу с несколькими факторами. Начать с того, что тяжелым — в прямом смысле этого слова — пациентам с ожирением в принципе сложнее дышать, так как живот сдавливает нижнюю часть легких[168]. Из-за невозможности сделать полный вдох организм все время получает меньше кислорода, чем у людей без лишнего веса[169]. Кроме того, пациентам с ожирением часто тяжело дышать из-за одышки, нередко у них развиваются так называемый синдром гиповентиляции при ожирении — самоподдерживающееся состояние, связанное с постоянной нехваткой кислорода, и синдром обструктивного апноэ сна, когда верхние дыхательные пути периодически спадаются, перекрывая доступ кислорода[170]. Все это может приводить к более тяжелому течению коронавирусной инфекции и увеличивать сроки восстановления.

Помимо механического воздействия, жировая ткань влияет на организм на физиологическом уровне. Вопреки традиционному представлению, жир не просто пассивная ноша: это метаболически активная ткань. Адипоциты (жировые клетки) выделяют массу различных веществ, в том числе цитокины, способствующие развитию вялотекущего хронического воспаления[171]. Хроническое воспаление повреждает сосуды и ткани легких и плохо сказывается на работе иммунной системы[172]. Особенно опасно абдоминальное ожирение — преимущественное накопление жира в районе живота, так как адипоциты в этой зоне отличаются повышенной способностью синтезировать всевозможные неприятные вещества.

Наконец, у людей с избыточной массой тела нередко развиваются диабет и сердечно-сосудистые нарушения, так что лишний вес может усиливать негативное влияние этих патологий на прогноз в случае коронавирусной инфекции.

Пол

Если смотреть глобальную статистику по заболеваемости COVID-19, количество мужчин и женщин будет примерно одинаковым. Однако это не означает, что оба пола с равной вероятностью подвержены заражению: из-за социальных факторов мужчины и женщины могут с разной интенсивностью контактировать с вирусом. Например, в мусульманских странах доля пациентов-мужчин заметно выше 50 % — вероятно, из-за того, что женщины намного больше сидят дома, а также реже обращаются к врачу. В Бангладеш по состоянию на май 2020 года мужчин среди людей с подтвержденным ковидом было 68 %, а в Иране — 55 %. С другой стороны, женщины составляют большинство медицинского персонала, особенно сестринского, и именно женщины чаще всего ухаживают за заболевшими членами семьи[173]. Эти факторы могут существенно увеличивать их риск подхватить вирус. Но несмотря на все социальные различия, в большинстве стран соотношение 50 на 50 сохраняется с небольшим отклонением в ту или другую сторону[174]. Такие цифры означают, что, даже если какой-то из полов более уязвим к коронавирусу, эта разница не столь критична, хотя в одних обстоятельствах заразиться больше рискуют мужчины, а в других — женщины.

А вот риск свалиться в тяжелую стадию для мужчин заметно выше. В среднем они вдвое чаще оказываются в палате интенсивной терапии и на ИВЛ[175],[176]. Сделать из имеющихся исследований однозначный вывод относительно шансов представителей сильного пола, попавших в больницу, не пережить COVID-19 сложно: в одних работах показано, что госпитализированные мужчины рискуют умереть в 3,4 раза больше женщин[177], в других — что вероятность худшего исхода для мужчин и женщин не отличается[178]. Однако, если сравнивать абсолютное количество умерших от коронавируса женщин и мужчин, практически во всех странах мужчины опережают, и чем заболевшие старше, тем выше риски{32}[179],[180]. В группе 80+ смертность начинает выравниваться — вероятно, за счет того, что до столь преклонных лет в принципе доживает гораздо меньше мужчин.

Причин столь выраженного гендерного неравенства может быть много. По сравнению с женщинами мужчины к середине жизненного пути накапливают больше угрожающих жизни хронических заболеваний[181], в том числе тех, что повышают риски тяжелого течения коронавирусной инфекции. Женщины тоже встречают старость с большим количеством хронических нарушений, но мужчины куда больше склонны пренебрегать своим здоровьем[182] — они дольше тянут с обращением к врачу и неохотно используют меры профилактики, в том числе маски. Кроме того, для мужчин больше характерны не способствующие хорошему здоровью привычки вроде курения и чрезмерного употребления спиртного.

Наконец, иммунитет мужчин в принципе заметно ненадежней женского[183]. В числе прочего это проявляется в большей подверженности респираторным заболеваниям и более медленном выздоровлении.

Kinder, Küche, Kirche

О причинах статистически достоверной гендерной разницы в работе иммунитета можно спекулировать с точки зрения биологической целесообразности. Эволюционная задача женщины — вынашивать и выкармливать детей. Эти процессы занимают много времени, в течение которого женщине необходимо оставаться здоровой. Роль мужчины в продвижении собственных генов в череде поколений заключается прежде всего в оплодотворении. Теоретически он должен бы еще кормить и защищать мать и потомство, но далеко не факт, что это обязательные опции. Как показывают исследования современных племен, оставшихся на стадии охоты и собирательства, а также работы по изучению древних людей, женщины, вполне вероятно, добывали не сильно меньше еды, рыбача, расставляя капканы и охотясь на мелкую дичь, а также помогая мужчинам в большой охоте[184],[185]. Распределение биологических обязанностей задает специфику иммунного ответа: у женщин он намного более надежный и мощный. Мужчинам, с точки зрения природы, достаточно{33} хорошо подавлять локальные вторжения патогенов, скажем на месте укуса или удара дубинкой. Сравнительная расслабленность мужского иммунитета приводит к заметному накоплению хронических заболеваний, в том числе раковых. В среднем у мужчин в 1,4–1,6 раза чаще развиваются онкологические патологии[186]. Побочный эффект сверхнастороженного женского иммунитета — высокий риск аутоиммунных заболеваний: примерно 80 % страдающих от них пациентов — женщины[187].

Менее очевидные маркеры

Биохимические параметры

Надежных способов предсказать, кто из больных с синдромами средней выраженности в результате попадет в отделение интенсивной терапии, а вероятно и на ИВЛ, пока не существует, потому что мы до конца не понимаем, что именно и в какой момент начинает идти не так. Но сегодня благодаря технологиям обработки больших данных и машинному обучению мы можем подойти к этому вопросу как бы с обратной стороны и сначала вычленить какие-то характерные биохимические маркеры, появляющиеся у людей, которые переходят в тяжелую и критическую фазы, а уже потом, глядя на эти вещества, попытаться понять, какие именно процессы в организме развиваются неправильно. Именно так поступила коллаборация биоинформатиков и медиков, скормившая компьютеру данные анализов 375 пациентов из уханьского госпиталя, куда привозили много тяжелых больных[188]. На основе этой информации разработанная учеными модель обнаружила три показателя, определенные значения которых позволяют с вероятностью выше 90 % предсказать (за десять дней до того, как это произойдет), что конкретный пациент окажется в реанимации.

Первый — это повышенная концентрация фермента лактатдегидрогеназы (ЛДГ). Он катализирует крайне важную для биохимии клетки реакцию превращения молочной кислоты в пировиноградную и обратно. Лактатдегидрогеназа в большом количестве присутствует во всех клетках организма, поэтому при массированной клеточной гибели в плазме крови оказывается очень много этого фермента. В отличие от многих других обязательно присутствующих в клетках ферментов, ЛДГ весьма стабильна, так что именно ее используют в качестве маркера тканевых повреждений. Второй параметр — высокочувствительный тест на С-реактивный белок (СРБ). Этот тест, в числе прочего, характеризует вялотекущее воспаление в стенках сосудов — процесс, считающийся одной из главных причин сердечно-сосудистых заболеваний. При развитии ОРДС значимые показатели в высокочувствительном тесте на СРБ предсказывают плохой прогноз. Третий показатель — низкое содержание лимфоцитов в периферической крови. Исследования SARS и MERS показали, что при заметном повреждении альвеол легких множество лимфоцитов{34} активируются и направляются именно туда, чтобы бороться с врагом. Эти наблюдения могут указывать, что правильная и своевременная активация именно клеточной ветви иммунитета, к которой относятся лимфоциты (а не только гуморальной составляющей, к которой принадлежат антитела), может, хотя бы в некоторых случаях, иметь решающее значение для подавления COVID-19.

К сожалению, у работы есть существенный недостаток, который не позволяет широко применять ее результаты. Параметры, которые анализировали авторы, мягко говоря, не являются специфичными именно для COVID-19. Использованные в работе клинические данные были собраны с начала января по начало февраля. В то время медики и ученые очень мало понимали про патогенез коронавирусной инфекции, поэтому большинству поступающих пациентов делали лишь стандартный анализ крови. С тех пор наблюдения позволили вывести целый ряд параметров, завышенные значения которых указывают на возможный неблагополучный сценарий: D-димер, ферритин, сердечный тропонин, протромбин, количество тромбоцитов (маркеры повышенной свертываемости крови и тромбозов), КФК, АСТ, АЛТ, креатинин (маркеры нарушения работы печени). Возможно, в будущем, на основе этих куда более прицельных маркеров при помощи машинного обучения и программ по анализу больших данных удастся разработать алгоритм, предсказывающий по характерному изменению параметров и сочетанию таких изменений, кто из пациентов рискует оказаться в палате реанимации. С клинической точки зрения это крайне важно: врачи могут сильно заранее понять, за кем из пациентов нужно смотреть внимательнее, хотя внешне их симптомы и не отличаются от симптомов остальных больных. Если у нас появятся эффективные препараты, их, видимо, нужно будет в первую очередь давать именно этим пациентам. У любых лекарств есть нежелательные побочные эффекты, и давать их всем пациентам с COVID-19 неправильно, ведь большая часть поправится и без медикаментов, а значит, переусердствовав с лекарствами, мы создаем риск развития негативной реакции без веского на то основания.

Из-за того что в работе выбраны неспецифичные исходные параметры, для ученых она тоже оказалось менее ценной, чем могла бы, так как обнаруженные маркеры указывают только на симптомы плохого сценария, а не на его причины. Это не удивительно, так как глобально авторы «искали под фонарем», анализируя только параметры с уже известной клинической значимостью. Но сам подход поиска причин по анализу следствий тем не менее может оказаться весьма перспективным. Для того чтобы вычислить неизвестные сломавшиеся механизмы, необходимо исследовать гораздо больше самых разных маркеров, а не только те, что учитываются в стандартных анализах крови. И уже в августе ученые из знаменитого американского госпиталя Маунт-Синай опубликовали работу, в которой выявили, что риск тяжелого течения и смерти от COVID-19 хорошо коррелирует с уровнями нескольких провоспалительных цитокинов, а именно IL-6, IL-8 и TNF-α[189]. Авторы показали, что характерные изменения содержания этих веществ предсказывают вероятность неблагоприятного развития болезни независимо от других клинических характеристик: сопутствующих патологий, уровней D-димера, C-реактивного белка, ферритина и прочих биохимических параметров, о которых мы говорили в предыдущем абзаце.

И хотя напрямую вывод о неконтролируемом воспалении как первопричине тяжелых последствий COVID-19 из этой работы сделать нельзя — для этого нужны дополнительные исследования, — сами авторы рассматривают его как вероятную гипотезу, на основании которой можно искать новые подходы к лечению коронавирусной инфекции, а именно блокировать выделение «нехороших» цитокинов у пациентов с опасными значениями провоспалительных медиаторов. Небольшие предварительные работы, в которых медики давали больным препараты, устраняющие те или иные из подозреваемых цитокинов, показывают обнадеживающие результаты[190],[191]. Если гипотеза исследователей из Маунт-Синай верна, для максимальной эффективности подобной терапии необходимо определить, в какой момент следует начинать лечение, чтобы оно оказалось максимально действенным. Условно говоря, если дать препараты слишком поздно, когда провоспалительные медиаторы уже синтезируются вовсю, эффекта не хватит. А если начать терапию рано, искусственно вызванный недостаток цитокинов может ухудшить прогноз.

Микропомощники и микровраги

Еще один возможный фактор, который мог бы предсказать риск тяжелого течения COVID-19, — бактерии. Внутри и на поверхности нашего тела обитают триллионы самых разных микроорганизмов. Раньше считалось, что они нужны в лучшем случае для синтеза некоторых экзотических соединений вроде витамина К, но сегодня очевидно, что бактерии играют огромную роль во множестве процессов от пищеварения до настроения и иммунитета. Предполагается, что неоптимальный состав кишечного микробиома может стимулировать воспаление, в том числе системное. И так как именно неконтролируемое воспаление является основным триггером, запускающим разрушительные процессы при коронавирусной инфекции, подозрительный бактериальный состав можно рассматривать как маркер возможного сваливания в тяжелую стадию. Вероятная связь микробного состава и тяжести протекания COVID-19 действительно была показана в некоторых работах[192], однако их качество не позволяет сделать какой бы то ни было четкий вывод. Это, в принципе, беда большинства работ, в которых ученые пытаются отыскать связь между микробиомом и различными показателями здоровья. Пока на их основе можно разве что аккуратно рекомендовать придерживаться здоровой диеты с преобладанием растительной пищи — похоже, такое меню позволяет поддерживать состав микробиоты, который коррелирует с меньшим числом заболеваний.

Группа крови

Летом в прессе и в соцсетях активно обсуждался еще один весьма неожиданный фактор, который может указывать на риск тяжелого течения коронавирусной инфекции, — группа крови. Обычно все медицинские и околомедицинские (чаще всего диетические) вмешательства, завязанные на этот параметр, являются стопроцентной лженаукой. Но в случае с коронавирусом ученые, заявившие об обнаружении эффекта, привели правдоподобное объяснение, основанное на реально существующей физиологической разнице между обладателями A, B, AB или 0 групп. Группы крови различаются белками-антигенами, которые эритроциты несут на своей поверхности. На самом деле это не белки, а глико- или липопротеины, то есть белки с «довеском» из сахара или жира (через несколько строк станет ясно, почему это важно). У людей с группой А — один тип, с группой B — другой, с группой AB — оба, с группой 0 — ни одного (точнее, у них есть только сахарный «хвостик», называемый антигеном H). В России группу 0 принято называть I, группу A — II, группу B — III и группу AB — IV.

Идея проверить, нет ли зависимости между группой крови и рисками, связанными с COVID-19, появилась еще в начале эпидемии, тем более что это легко определить, так как анализ крови берут у всех пациентов и часто в него входит определение группы. Уже в марте китайские исследователи обнаружили, что среди больных с коронавирусом обладателей группы A(II) больше, чем в среднем по популяции, а носителей группы 0(I), наоборот, меньше[193]. Позже эти выводы подтвердили ученые из США{35}[194]. В мае крупное исследование больных COVID-19 в Италии и Испании показало, что обладатели группы A(II) больше остальных рискуют оказаться на ИВЛ[195]. Возможное объяснение связывало обнаруженный перекос с повышенной свертываемостью крови у людей, чья группа отличается от 0(I)[196]. Предполагалось, что дело может быть в разном строении белков под названием фактор фон Виллебранда, необходимых для формирования кровяных сгустков: во время «созревания» к ним добавляются те же самые сахарные остатки, которые есть на белках, определяющих группу крови. Эти довески защищают белки от разрушения в плазме. У обладателей группы 0(I) они работают плохо, поэтому концентрация фактора фон Виллебранда в их крови меньше, чем у обладателей других групп[197]. Соответственно, риск тромбообразования у этих людей меньше — зато больше риск кровотечений.

Так как одна из причин тяжелых последствий при COVID-19 — микротромбы, появление которых напрямую связано со свертываемостью крови, обладатели группы 0(I) рискуют меньше. Повышенную склонность людей с группой A(II) заболевать COVID-19 и плохо переносить его объяснить не удалось, но это не помешало гипотезе о различной «привлекательности» обладателей разных групп крови для коронавируса стать ужасно популярной. В дальнейших исследованиях ученым не удалось подтвердить наличие хоть какой-то связи между параметрами болезни и группой крови[198], но, как это часто бывает, отрицательные результаты никто широко не транслировал, поэтому у многих сохранилось ощущение, что «ученые что-то такое показали про связь группы крови и риска неприятных последствий от COVID-19». К сожалению — или к счастью — это не так.

Общая схема развития COVID-19

Теперь, когда мы разобрались с легкими и тяжелыми случаями, группами риска, антителами и прочим, можно наконец описать общую схему развития COVID-19, какой она представляется сегодня. Итак, SARS-CoV-2 попадает в организм через слизистую носа или рта. Как вариант, вирусные частицы могут сразу попасть непосредственно в легкие — скажем, если человек долго и глубоко дышал рядом с зараженным. Обнаружив подходящую клетку с рецептором ACE2 и протеазой TMPRSS2 или фурином, вирус проникает внутрь, перехватывает управление клеточными процессами и начинает размножаться. Одновременно он частично обманывает, частично выводит из строя защиту клетки: маскирует или уничтожает свои «неправильные» нуклеиновые кислоты, мешает клетке быстро сообщить иммунным клеткам (прежде всего Т-киллерам) о заражении и не дает ей синтезировать интерфероны, вещества, выключающие весь белковый синтез внутри этой клетки и у соседей, тормозя таким образом воспроизведение вирусных компонент. Если изначальный заброс вируса был небольшим, иммунная система быстро справляется с патогеном, несмотря на все его ухищрения. Это может произойти на уровне врожденного иммунитета, IgA непосредственно в месте заражения, приобретенного клеточного иммунитета к SARS-CoV-2 или кросс-иммунитета к простудным коронавирусам — и тогда человек, скорее всего, вообще не узнает, что болел. Если вирус обойдет первую линию обороны и начнет спускаться ниже по дыхательным путям, к его уничтожению, вероятно, подключатся и IgG. Но как бы то ни было, в большинстве случаев — порядка 80 % — иммунная система уничтожает SARS-CoV-2, пока он еще не успел добраться до легких или, по крайней мере, сильно не размножился там. В этом случае реакция иммунитета остается в границах и патологическое воспаление не развивается.

В более серьезных случаях вирусные частицы массово проникают в клетки альвеол и активно размножаются там. Иммунная система разворачивает полноценную атаку на зараженные клетки, попутно убивая и множество своих. Опять же в большинстве случаев организм все равно довольно быстро возвращает себе контроль над разбушевавшейся иммунной системой — возможно, с небольшой поддержкой извне, например в виде дополнительного кислорода. Но для некоторых больных ситуация становится неуправляемой: у них развивается цитокиновый шторм. Остановить его можно только в больнице — по счастью, ученые обнаружили препараты, которые сохраняют жизнь большому числу пациентов в этой стадии (подробнее в главе «Где лекарство?»).

Если составлять таймлайн возможных сценариев развития COVID-19, болезнь можно условно разделить на три стадии. Первая — вирусная. Ее отсчитывают с момента заражения, и определяющим фактором развития в этот период является собственно размножение вируса. У большинства заболевших здесь все и закончится: иммунитет вовремя распознает вторженца и эффективно задавит его при помощи клеточной и/или гуморальной ветвей иммунитета. Порой дело и вовсе ограничивается местными реакциями. Принципиальной разницы в тяжести течения с обычной простудой нет, хотя, если взять у пациента пробу из легких, у многих мы обнаружим там заметное количество вируса[199].

Вторую стадию можно условно назвать стадией воспаления. Она развивается примерно на вторую неделю после проявления симптомов, если организм не смог быстро расправиться с вирусом и он продолжает активно размножаться в легких. Видя такое безобразие, иммунная система усиливает атаку, вводя в строй всё новые силы. На этой стадии у многих пациентов появляются сопутствующие патологии, в первую очередь связанные с повышением свертываемости крови и тромбозами. Уничтожение вируса неизбежно сопровождается гибелью собственных клеток легких. Но большинство тех, кто оказался на этой стадии, тоже поправятся, хотя разбушевавшееся воспаление может попортить какие-то органы и системы

Наконец, третья стадия — стадия цитокинового шторма — резко сокращает шансы больного выжить. Среднее время ее начала — третья неделя после проявления симптомов. На этой стадии главным врагом человека становится не вирус, а собственная иммунная система. У пациентов могут отказывать многие внутренние органы, кроме того, к вирусу могут присоединяться бактерии, которые пользуются раздраем в иммунной системе и с удовольствием размножаются в пораженных легких. В самых плохих случаях развивается септический шок — критически опасное для жизни состояние, когда из-за спровоцированного воспалительными процессами расширения сосудов по всему телу давление стабильно падает до очень низких значений. При септическом шоке кровь не может нормально снабжать органы и ткани кислородом и питательными веществами.

Безусловно, это очень упрощенная и огрубленная схема, особенно по части временны́х рамок, и у многих болезнь может не укладываться в обозначенные этапы. Например, у пациентов из групп риска чрезмерный синтез провоспалительных цитокинов может начаться практически с первых дней после заражения. У кого-то, наоборот, болезнь ограничивается кашлем и слабостью, но зато этот этап затягивается на месяцы. Так что предложенное деление — некий «усредненный ковид в вакууме», и ключевыми показателями являются не недели, а тяжесть заболевания. Патогенез COVID-19 пока изучен недостаточно, как и причинно-следственные связи между теми или иными нарушениями. Тем не менее в какой-то мере на эту схему можно ориентироваться, чтобы собрать воедино возможные последствия коронавирусной инфекции.

Потерянное обоняние

Один из симптомов COVID-19, который часто находят у себя те, кто не проходил тестирование на коронавирус, — потеря или изменение обоняния и вкуса. Рассказы переболевших и якобы переболевших оказались настолько яркими, что группа британских ученых разработала специальное приложение для смартфона, используя которое любой желающий мог заполнить анкету, описав свои симптомы. Часть опрошенных позже сделала тест на антитела к коронавирусу, и выяснилось, что проблемы с обонянием и вкусом были у 65 % реально переболевших и у 22 % из тех, чьи тесты показали отрицательный результат[200]. Эта работа и другие свидетельства очевидцев побудили британский Минздрав включить изменение вкуса и обоняния в список официальных симптомов COVID-19, распознав которые человек должен самоизолироваться[201]. Хотя ВОЗ, например, по-прежнему считает изменение обоняния относительно редким симптомом.

Первое сообщение, что коронавирус может влиять на обоняние, появилось 25 февраля в статье, описывающей китайских пациентов[202]. Частота этого симптома составила всего 5 %. В дальнейшем появилось еще несколько научных статей, но качество данных было по-прежнему низким. Когда ученые собрали все имеющиеся свидетельства изменения обоняния вместе (провели метаанализ), оказалось, что частота этого симптома варьирует в пределах от 5 до 98 %[203]. Такой гигантский разброс — указание на низкую степень доказательности: если бы признак действительно стабильно встречался у значительного числа заболевших, колебания вокруг среднего были бы намного меньше. Большинство данных об исчезновении вкуса или обоняния получено методом опроса, а это очень ненадежный метод. С каждой неделей эпидемии сообщений о потере вкуса и обоняния у больных коронавирусной инфекцией становилось все больше. Кроме того, появились данные, что их частота хорошо коррелирует со строгостью ограничительных мер: чем они жестче, тем меньше людей заявляло об изменениях в восприятии вкусов и запахов[204]. Российские специалисты по анализу данных, не доверяющие официальной статистике, даже пытались вычислить, каково истинное число заболевших в том или ином регионе, ориентируясь на прирост количества запросов в духе «не чувствую запахи» или «как вернуть обоняние»[205]. Тем не менее мы до сих пор не знаем, какова истинная распространенность потери обоняния при коронавирусной инфекции. В октябре вышла публикация, авторы которой попытались разработать инструментальный тест на аносмию[206]. Для этого ученые использовали ольфактометр — специальный прибор, подающий в нос добровольцу строго отмеренные количества тех или иных веществ (одорантов). Авторы сравнивали здоровых добровольцев и бессимптомных носителей SARS-CoV-2 и показали, что у 85 % асимптоматиков существенно ухудшается способность чувствовать запахи, при том что субъективно этот эффект ощущали лишь 15 % протестированных. Кажущееся противоречие разрешается предположением, что при COVID-19 нарушения механизмов обоняния могут проявляться в разной степени. И люди, у которых они сбоят не сильно, просто не замечают небольших изменений.

В качестве возможного механизма предполагается временный вывод из строя клеток носа, принимающих участие в восприятии запахов. Так как они несут на своей поверхности и рецептор ACE2, и протеазу TMPRSS2, вирус может заражать их[207]. Последующее воспаление и убийство инфицированных клеток приводят к временной потере обоняния. Но так как повреждения незначительны, оно быстро восстанавливается[208]. Предположения о том, что SARS-CoV-2 поражает непосредственно нейроны, не подтвердились — по крайней мере пока. Обонятельные нейроны не несут на своей поверхности рецепторы ACE2, так что неясно, как вирус мог бы в них проникать.

Глава 6. Много маленьких загадок

С момента, когда стало ясно, что новая болезнь не локальная вспышка чего-то экзотического где-то там в Китае, а самая настоящая пандемия, стремительно захватывающая всё новые страны, одна категория граждан начала беспокоиться больше остальных. Эти граждане — родители. Их опыт, а также большое количество научных публикаций однозначно свидетельствовали: дети цепляют респираторные болячки куда чаще взрослых и зачастую являются основными драйверами их распространения в обществе[209],[210]. Причины такого неравенства — гораздо более плотные контакты в детских коллективах и отсутствие кросс-иммунитета к вирусам, вызывающим простудные заболевания. Однако первые систематические данные из КНР, а потом и других государств немного успокоили мам и пап (и здорово удивили медиков и ученых): среди заболевших COVID-19 почти не было детей. А те, что попадались, переносили болезнь практически бессимптомно, максимум с признаками легкой простуды. Масштабный анализ данных о новой инфекции, проведенный ВОЗ в середине — конце февраля 2020 года, подтвердил: дети редко болеют коронавирусной инфекцией и почти никогда не умирают от нее[211]. Среди всех, у кого был выявлен COVID-19, доля людей до 19 лет составила 2,4 %. В тяжелую стадию болезнь перешла у 2,5 % из них, в критическую — у 0,2 %. Умер только один.

Однако, когда европейские страны начали вводить карантины, первым делом они закрыли школы и детские сады. Чиновники от здравоохранения и консультировавшие их ученые на всякий случай перестраховались: одним из главных рассадников распространения гриппа — базовой модели, на которую они ориентировались, принимая решения относительно неизвестной болезни, были именно детские учреждения[212],[213]. Еще одно соображение, которое двигало политиками и исследователями: хотя дети реже проявляют симптомы COVID-19, совсем не факт, что они реже подхватывают вирус — и, главное, реже передают его друг другу и взрослым.

Парадоксальным образом, само принятие этого решения не позволяет оценить, насколько оно было правильным. Потому что на карантине жизнь детей максимально отличается от той, что они ведут обычно. Эта разница гораздо существеннее, чем у взрослых: абсолютное большинство тех, кому меньше 18–20 лет (порог детства в западных странах), каждый будний день проводят в маленьких, заполненных людьми помещениях, где весьма активно контактируют друг с другом. Неудивительно, что они регулярно приносят домой какие-нибудь противные вирусы, которые затем перепрыгивают на родителей и бабушек с дедушками, если те живут вместе с внуками. После введения карантина картина поменялась ровно на противоположную: дети целыми днями были дома, а немалая часть взрослых продолжала ходить на работу и в магазины, ездить в метро и так далее (представители огромного множества профессий не могут организовать себе домашний офис). И все данные о заболеваемости среди детей были получены именно в этих нетипичных условиях. В Китае карантин ввели, как только завершилось празднование тамошнего Нового года, Европа закрыла школы и сады вскоре после весенних каникул — и в итоге в период экспоненциального роста числа новых инфицированных дети были изолированы. И если в Германии, например, они могли свободно гулять, соблюдая дистанцию — детские площадки, где это правило невыполнимо, быстро опечатали, — то в Италии или Франции люди сидели взаперти почти два месяца.

При этом взрослые на каникулах заражались весьма активно: в Европе в марте еще продолжается горнолыжный сезон, и множество случаев суперраспространения берут начало как раз в горах: après-ski (то есть вечерние посиделки после катания в курортных кабаках и ресторанах) — идеальная обстановка для передачи вируса. К концу каникул веселые, накатавшиеся и заразившиеся молодые взрослые разъехались по домам и разнесли вирус по всему Евросоюзу. Из-за этого распределение инфицированных по возрастным группам весной выглядело нетипично для респираторного заболевания — много нестарых взрослых и совсем мало детей[214], и понять, связано ли оно с нетипичным поведением вируса или с нетипичными условиями, было невозможно. Стариков поначалу тоже было немного, но потом SARS-CoV-2 занесли в дома престарелых и в этом смысле статистика по зараженным выправилась.

Европейские страны начали снимать карантины ближе к лету, но школы и сады оставались закрытыми или частично закрытыми (дети ходили на занятия пару раз в неделю на несколько часов) до каникул. В Китае и некоторых других азиатских странах, где было много инфицированных, вирус в итоге додавили практически до полного исчезновения. И хотя локальные вспышки продолжают возникать, глобально SARS-CoV-2 там нет. А значит, опять невозможно исследовать, как дети заражаются и переносят вирус. Таким образом, большинство данных о заболеваемости среди детей, которые у нас есть по состоянию на начало осени 2020 года, косвенные и неполные.

Большинство работ, в которых так или иначе анализируется COVID-19 у детей, — классические эпидемиологические исследования, когда ученые берут у большого количества людей пробы биологических жидкостей и проверяют, болеют эти люди коронавирусной инфекцией сейчас (ПЦР-тест) или она была у них в прошлом (тест на антитела к SARS-CoV-2). Но интерпретация результатов даже лучших подобных работ, где анализируется большое количество проб, неизбежно страдает от карантинного искажения, и из факта, что мы видим мало инфицированных детей, нельзя однозначно сделать вывод, что они хуже передают инфекцию. Впрочем, даже из таких неполных и смещенных данных можно сделать вывод, что дети мало заражались COVID-19, в первую очередь из-за того, что редко контактировали с кем-то за пределами дома.

Еще одна сложность в том, что само заболевание у детей в большинстве случаев протекает бессимптомно или со слабой симптоматикой. По этой причине дети гораздо реже попадают в сферу внимания медиков, которые проводят обязательные тесты. Родители, даже тревожные, тоже не торопятся вести отпрысков в лабораторию — ведь ребенка ничего не беспокоит. И если детям в итоге все же делают ПЦР-тест на коронавирус, результат часто оказывается отрицательным, даже если на самом деле сын или дочь подхватили инфекцию. Как мы обсуждали в главе «Что коронавирус делает с нами», SARS-CoV-2 активно размножается в верхних дыхательных путях только на ранних стадиях болезни. Затем он спускается ниже (или уничтожается иммунной системой), и выявить его в образце, взятом из глотки, невозможно. А так как дети из-за смазанной симптоматики оказываются в поликлинике существенно позже взрослых, ПЦР-диагностика уже не может поймать вирус. И хотя относительно большое количество данных указывают, что в кале или слюне РНК вируса сохраняется гораздо дольше, большинство ПЦР-тестов по-прежнему оперируют мазками из глотки.

Все эти факторы приводят к тому, что дети радикально недопредставлены в когорте тех, у кого подтверждается коронавирусная инфекция. Узнать, сколько из них на самом деле заразились SARS-CoV-2, можно будет, только если проводить регулярные «ковровые» тесты — причем это касается как анализов на присутствие вируса в организме прямо сейчас, так и серологии. В конце лета, когда писалась эта глава, было сложно уверенно предсказать, что произойдет, когда в августе и сентябре откроются детские сады, школы и институты. Можно было сделать разве что educated guesses. Авторы большинства исследований, оперирующих эпидемиологическими данными и результатами тестирований, пришли к выводу, что дети примерно вполовину меньше подвержены заражению коронавирусом, чем взрослые[215],[216],[217]. Но при этом они гораздо больше контактируют друг с другом. Модели, построенные с учетом таких данных, предсказывают, что эти два фактора компенсируют друг друга и открытие школ не приведет к заметному росту числа инфицированных[218]. Однако авторы статей добросовестно отмечают, что полной уверенности в достоверности прогнозов у них нет — как раз из-за описанных выше причин.

Редкое наглядное доказательство того, что COVID-19 вовсе не уникальное недетское респираторное заболевание, в августе пришло из американского штата Джорджия, где был организован летний лагерь для детей[219]. Несмотря на чудовищные к тому моменту (заезд был 17 июня) цифры прироста новых случаев в США, меры предосторожности были, мягко говоря, очень либеральными. Дети и преподаватели должны были представить отрицательный тест на COVID-19, сделанный не позже чем за 12(!) дней до заезда, а в самом лагере никто не носил маски и не открывал окна во время мероприятий в классах. 23-го числа у одного из сотрудников (подростка) поднялась температура, тест выявил коронавирус. На следующий день детей начали отправлять домой, но окончательно лагерь закрылся только 27 июня.

Департамент общественного здоровья Джорджии начал расследование, в рамках которого тесты на SARS-CoV-2 сдали 58 % тех, кто был в лагере. Коронавирус подтвердился у 76 % из них. Частота поражения (attack rate по-английски) — процент людей, подхвативших вирус в лагере, по отношению к общему числу участников — составила 44 %. Для детей от 6 до 11 лет он был еще выше — 50 %, для старших школьников (11–17 лет) совпадал с общим, для молодых взрослых (18–21 год) равнялся 33 %. Для взрослых сотрудников лагеря частота поражения составила 56 %, и в целом она была тем выше, чем больше времени человек провел в лагере.

Неизвестный синдром

Хотя абсолютное большинство детей переносят COVID-19 в легкой форме, а то и вовсе не замечают, что в них поселился вирус, у некоторых из подхвативших новый коронавирус развивается опасное осложнение, напоминающее так называемый синдром Кавасаки. Этим термином обозначают специфический тип васкулита, то есть воспаления сосудов, возникающий у детей младше пяти лет. Симптомы включают высокую температуру, сыпь, увеличение лимфатических узлов, покраснение ладоней и стоп, а также очень характерный ярко-малиновый («клубничный») язык. Без лечения у 15–25 % детей могут развиться аневризмы (патологические расширения) коронарных артерий[220] и тромбы[221], около 1 % умирают — главным образом от инфаркта миокарда. Причины синдрома Кавасаки не ясны — одна из гипотез, например, связывает его с гиперактивацией иммунной системы в ответ на какой-то раздражитель. Возможно, к такой аутоиммунной реакции имеется генетическая предрасположенность.

Сообщения, что у детей в регионах, где эпидемия COVID-19 вышла из-под контроля, регистрируют кавасакиподобную патологию, появились еще в начале весны, но, пока дело ограничивалось отдельными кейсами, говорить о чем-либо было рано. К осени 2020 года статистики все еще мало (это крайне редкое осложнение), но тем не менее очевидно, что оно участилось и связано именно с коронавирусом. Например, в Бергамо, где имела место ковид-катастрофа, с 18 февраля по 20 апреля госпитализировали 10 детей с симптомами, очень напоминающими синдром Кавасаки. Если экстраполировать эту цифру, то она окажется в 30 раз больше, чем за предыдущие пять лет. В педиатрическое отделение университетского госпиталя в Париже с 27 апреля по 7 мая 2020 года поступило одиннадцать детей с кавасакиподобным васкулитом — в 2018 и 2019 годах за две недели в среднем регистрировали одного ребенка с подобной патологией[222].

Так как детей, у которых развивается осложнение, очень мало, однозначного понимания его природы нет. Но похоже, что это не классический синдром Кавасаки. Во-первых, выше средний возраст детей: 7,5 против 5 лет. Во-вторых, у заболевших после заражения коронавирусом были ярко выражены кишечные симптомы — при обычном синдроме Кавасаки их не наблюдается. Наконец, профиль провоспалительных цитокинов у пациентов с новой патологией отличался от больных классическим Кавасаки-синдромом[223]. Это может означать, что им, возможно, помогают лекарства, отличные от тех, что используются в стандартном протоколе лечения синдрома Кавасаки. Впрочем, имеющаяся схема терапии — внутривенное вливание различных человеческих иммуноглобулинов и большие дозы аспирина — тоже работает, так что при своевременном вмешательстве это осложнение удается купировать.

Но существует и другой способ оценить возможную заразность детей. Им воспользовалась группа ведущего немецкого специалиста по коронавирусам, главы Института вирусологии при берлинской клинике «Шарите» Кристиана Дростена. В Берлине находятся две крупнейшие в Германии лаборатории, где проводят тестирование на коронавирус, и одна из них при Институте вирусологии «Шарите». Во многом благодаря усилиям Дростена ФРГ начала массово тестировать жителей намного раньше остальных европейских государств и до сих пор остается лидером по этому параметру. С января по февраль 2020 года в двух берлинских лабораториях было протестировано почти 60 000 человек, из них 3712 оказались носителями SARS-CoV-2. И хотя подавляющее большинство сдавших анализ были взрослыми, учитывая значительное общее число проб, исследователям удалось набрать достаточно образцов от детей, чтобы делать статистически достоверные выводы.

Ранее та же группа оценила количество копий вирусной РНК в образце, необходимое для заражения: получилось, что для инфицирования клеточных культур с вероятностью хотя бы 5 % достаточно, чтобы в миллилитре образца было не меньше 250 000 копий[224] (позже другой коллектив авторов уточнил эти данные, и сегодня интервал заразности находится в пределах от 250 000 до 1 млн копий в миллилитре[225]). Сопоставив эти данные с результатами ПЦР, они заключили, что в верхних дыхательных путях заболевших детей столько же вируса, сколько и у взрослых[226]. А значит, теоретически они должны быть столь же заразными. И даже если сами дети по каким-то причинам менее чувствительны к COVID-19, инфицировать взрослых они будут с той же эффективностью, что и сами взрослые, тем более что гипотеза о меньшей чувствительности детей пока строго не доказана. Более того, в июне специалисты детской больницы Сан-Жуан-де-Деу в Барселоне представили предварительные данные, которые указывают, что дети и взрослые заражаются коронавирусом с одинаковой частотой. Ученые наблюдали за четырьмя сотнями семей, где хотя бы один из родителей заболел коронавирусом. В общей сложности в семьях было 724 ребенка, и COVID-19 от папы или мамы подхватили 17,5 % из них. Среди взрослых уровень инфицирования от партнера составил 18,9 %[227].

Косвенные данные, также говорящие об одинаковой чувствительности детей и взрослых к коронавирусу, были получены в Швеции. В отличие от других европейских стран, она не вводила карантин, и дети без ограничений посещали сады и школы всю весну. Однако местные ученые по какой-то причине пренебрегли возможностью изучить, что же происходит с распространением вируса в условиях, приближенных к тем, что будут осенью по всему миру, и практически не публиковали статей. Хоть какие-то данные (на шведском) выпускало только Агентство общественного здравоохранения Швеции (Folkhälsomyndighetens) — отдаленный аналог нашего Росздравнадзора или, скорее, Института Роберта Коха в Германии. Его специалисты каждую неделю проверяли на антитела к SARS-CoV-2 около 1000–1200 проб крови (авторы работали не с людьми, а с анализами, которые шведы сдавали в различных медицинских лабораториях) и выкладывали результаты проверки. В конце мае IgG к коронавирусу были обнаружены в 7,3 % проб из Стокгольма (в других частях Швеции около 4 %). Больше всего ковид-положительных (6,7 %) было в возрастной группе от 30 до 64 лет. Среди детей от 0 до 19 лет антитела детектировались у 4,7 %[228]. В середине июня доля положительных серологических тестов в среднем по стране составила 6,3 %, в группе от 30 до 64 лет — 7,6, среди детей — 7,5 %[229].

Рис. 8. Все больше данных свидетельствуют, что в «заразной» фазе количество вирусных частиц в верхних дыхательных путях у детей и взрослых одинаково. Но вот контактируют друг с другом дети куда плотнее

Из этих данных видно, что процент переболевших COVID-19 детей и взрослых практически не отличается. Более того, доля перенесших инфекцию детей растет со временем, что указывает на активную передачу вируса в садах и школах. Впрочем, можно предположить, что дети заражались в основном от своих родителей. Сделать выбор между двумя альтернативами помог бы анализ динамики прироста антител у воспитателей и учителей, но таких исследований не проводилось. При этом варианта продолжить поголовное домашнее обучение, похоже, нет — экономика и психика родителей не выдержат круглосуточного пребывания детей в квартирах. Да и качество образования, полученного по интернету, оставляет желать лучшего: многим детям вне школы трудно сосредоточиться плюс далеко не у каждого ребенка есть возможность полноценно заниматься дома. Особенно это касается детей из бедных и неблагополучных семей.

Но из-за того, что мы не понимаем реальную опасность распространения COVID-19, неясно, как организовать учебный процесс. Очевидно, необходимо принимать меры предосторожности, но насколько суровыми они должны быть? Нужно ли заставлять детей все время носить маски, делить школьников на три смены и не разрешать выходить из своих классов — или достаточно просто проветривать помещение? Логично предположить, что обязательной процедурой должно стать регулярное тестирование на РНК коронавируса. Но как часто проводить его и что делать, если у кого-то из детей тест будет положительным: сажать на карантин весь класс и учителей или изолировать только этого ребенка и его ближайших соседей по парте и друзей? Вероятно, разные страны выберут различные подходы, и через пару месяцев можно будет сравнить эпидемиологические результаты. Это звучит чудовищно — еще бы, эксперименты над детьми! — но ничего другого наука пока предложить не может, так что политикам придется принимать решения на свой страх и риск. Хорошая новость: к концу октября, когда во всех странах дети уже несколько месяцев ходили в школы, стало очевидно, что масштабных вспышек в учебных заведениях нет — хотя тот тут, то там появляются зараженные дети и учителя. Относительно небольшие цифры отчасти могут быть связаны с достаточно строгими мерами предосторожности, а отчасти с тем, как выявляют положительные кейсы. Поскольку дети обычно болеют легко или бессимптомно, весьма вероятно, что кашель, температура и прочие коронавирусные прелести проявляются не у них, а у заразившихся от школьников родителей. И тогда вспышка записывается как начавшаяся не в школе, а в семье. Для окончательного прояснения ситуации с передачей вируса детьми необходимо, чтобы государства выделяли исследователям средства для сбора и анализа как можно большего объема данных.

Глава 7. Где лекарство?

Поиски лекарства от коронавирусной инфекции начались практически сразу, как стало понятно, что новая болезнь не просто очередная простуда, а весьма заразная и довольно смертельная напасть. И хотя сообщения, что тот или иной препарат помогает излечить COVID-19, с завидной регулярностью появлялись в прессе и многочисленных группах в WhatsApp, в действительности серьезных прорывов не было. Нет их и сейчас, в октябре 2020 года (хотя по сравнению с началом эпидемии имеется несколько обнадеживающих находок). Как получается, что в XXI веке с его торжеством медицины, невероятной еще 100 лет назад продолжительностью жизни, победой над многими видами рака и так далее и тому подобное мы не можем справиться с каким-то респираторным заболеванием? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться, как вообще ученые и медики ищут лекарства от разных болезней.

Как создаются новые лекарства

Но начать нужно с того, что нынешняя ситуация — нетипичная. Хотя новые серьезные болезни периодически появляются (вспомним, например, вирус Зика или всевозможные птичьи и свиные гриппы), это все же довольно редкое событие. Статус-кво в медицине — работа с давно известными патологиями. Для большинства из них (по крайней мере для большинства самых распространенных) у нас есть лекарства разной степени эффективности, и ученые заняты тем, что ищут способы сделать терапию еще более действенной. Иногда для этого достаточно как-то модифицировать уже существующее лекарство, но нередко новый подход оказывается принципиально иным (скажем, иммунотерапия рака в противовес традиционной химиотерапии). Но как бы то ни было, список болезней, лекарства от которых активно ищут и/или создают, ограничен. И когда вдруг появляется новое заболевание, ученые и врачи не бросаются синтезировать потенциальные лекарства, как думают многие, а первым делом изучают уже имеющиеся препараты. И подобная тактика по многим причинам оправданна.

Во-первых, это намного быстрее. Синтез новой молекулы с нуля занимает годы и требует работы множества исследовательских групп самого разного профиля: биоинформатиков и химиков, которые придумают и синтезируют ее, биологов, которые протестируют молекулы на культурах клеток и животных, медиков, которые еще раз проверят ее на животных, потом разработают протоколы лечения для людей и проведут предклинические и клинические испытания. Это не говоря уже о бесчисленном количестве бумаг, волоките по получению официальных разрешений, сертификации, масштабировании производства или вовсе создании производственных мощностей с нуля и так далее.

И главное, для того, чтобы запустить все эти процессы, необходимо понимать, хотя бы примерно, как именно патоген проникает в организм и вредит ему. Чтобы быть действенным, лекарство должно блокировать какие-то важные для метаболизма вируса процессы. Веществ, эффективных против вирусов вообще, не бывает, так как разные вирусы используют разные механизмы проникновения в клетку и размножения. И даже препараты, которые вроде бы усиливают базовые противовирусные механизмы, бывают эффективны в отношении одних вирусов и бесполезны в борьбе с другими, потому что какие-то паразиты могут, например, успешно обходить их. Стоит подумать об этом, когда соберетесь покупать в аптеке какое-нибудь разрекламированное лекарство «помогающее от всех типов вирусов» или имбирь по цене черной икры — в первые месяцы эпидемии ушлые торговцы сделали себе на нем небольшое состояние.

Эпидемия COVID-19 началась в конце 2019 года, и, хотя за несколько последующих месяцев человечество накопило невероятное количество информации о SARS-CoV-2, создать за столь короткий срок новое лекарство невозможно. Нет, разработки специализированных препаратов против коронавируса, безусловно, ведутся, но ждать в этом направлении скорого прорыва не приходится. Гораздо перспективнее второй путь — перебор и проверка уже созданных молекул или лекарств против других болезней. Их огромное количество, но, примерно понимая патогенез нового вируса, можно сократить список потенциально перспективных веществ до приемлемого минимума и сразу начать тестировать молекулы-кандидаты.

Искусственный интеллект

Проверять все имеющиеся молекулы вручную невозможно: к тому моменту, как ученые закончат это делать, любая эпидемия давным-давно завершится — с тем или иным результатом. Тестировать только несколько каким-то образом выбранных веществ тоже плохой вариант: слишком велик риск пропустить что-то важное. Поэтому для поиска возможных эффективных молекул сегодня подключают суперкомпьютеры. В них загружают базы данных имеющихся перспективных молекул, и машина просчитывает, могут ли они связываться с теми или иными белками вируса. Например, установленный в Майнцском университете имени Иоганна Гутенберга суперкомпьютер MOGON II за два месяца проверил 42 000 различных веществ и выдал перечень из нескольких препаратов, которые должны максимально эффективно вмешиваться в жизненный цикл коронавируса на разных его стадиях[230]. В число перспективных молекул вошли несколько лекарств от гепатита С, который тоже относится к одноцепочечным РНК-содержащим вирусам (причем геномы обоих записаны в «плюс»-цепи: это важно, так как многие препараты, эффективные в отношении «минус»-вирусов, бесполезны для борьбы с вирусами из «плюс»-группы, и наоборот). Теперь «мокрые исследователи» — то есть те, кто работает прежде всего в лаборатории, а не с компьютерными моделями, — могут тестировать не миллион каких-то молекул, а небольшое число кандидатов с максимальной вероятностью на успех.

Более того, обычно первыми тестируют не молекулы, для которых есть данные только об экспериментах на клеточных культурах или на животных, а готовые лекарства. Такое сужение группы поиска позволяет еще больше сократить время в случае, если какой-то из препаратов окажется эффективным против новой болезни. Во-первых, для веществ, которые уже используются, получены все необходимые документы{36}. Во-вторых (и это намного более важный фактор), для них известны предельно допустимые дозы: это означает, что не придется проводить длительные и дорогостоящие тесты на животных. И в-третьих, для таких препаратов уже подобраны и разработаны формы введения — таблетки, инъекции, спреи и так далее. Этот параметр кажется малосущественным, однако именно он зачастую определяет, появится то или иное вещество на рынке или нет. Нередко бывает, например, что профилактическое лекарство или средство от досадной, но не слишком серьезной болезни возможно получить только в форме инъекции. В этом случае препарат, скорее всего, не будет выпущен, так как перспективы его использования туманны: мало кто согласится регулярно делать уколы, чтобы снизить риск болезни, которая у него, возможно, и так не разовьется, или избавиться, скажем, от насморка.

Людям, далеким от медицины, и многим СМИ все эти тонкости кажутся неважными, и они радостно перепощивают новости «Ученые обнаружили новое перспективное вещество для терапии COVID-19», сопровождая их комментариями в духе «Теперь мы наконец-то победим коронавирус». В реальности между обнаружением интересной молекулы и появлением лекарства годы и годы работы с очень призрачными шансами на успех. Ученые об этом прекрасно осведомлены, и как раз поэтому большинство групп, решивших временно отложить текущие проекты и заняться поиском лекарства от COVID-19, начали экстренно проверять уже существующие лекарства от других болезней — от ВИЧ до малярии. Несмотря на все приведенные выше соображения о рациональности такой стратегии, это все равно поиск под фонарем — и именно по этой причине большинство проверок ожидаемо закончились ничем.

Как понять, что что-то не так

Основная часть таких неудачных попыток известна только специалистам и людям, которые прицельно следят за результатами клинических испытаний. Но некоторые работы стали достоянием общественности благодаря тому, что у их авторов оказался незаурядный талант к самопрезентации. Самый громкий пример — история с исследованием гидроксихлорохина, древнего препарата для лечения малярии. Он был разработан, чтобы уничтожать не вирусы, а одноклеточных малярийных плазмодиев, живущих в эритроцитах. Но исследователи предположили, что у гидроксихлорохина может быть и противовирусный эффект за счет того, что это вещество нарушает ионный баланс клеток. Концентрация ионов очень важна для биологических систем: когда она неоптимальна, вирусы не могут размножаться. Другая версия — гидроксихлорохин нарушает созревание мембранных пузырьков, в которых собираются вирусные частицы (см. главу «Как устроен коронавирус»).

Главным идеологом применения этого вещества в коронавирусной терапии был французский врач Дидье Рауль{37} (или Раут, как чаще произносят его фамилию), глава Института инфекционных и тропических заболеваний в Марселе. Это довольно эксцентричный ученый, известный своим темпераментом, а также заявлениями, что изменения климата не существует. Безусловно, ни то ни другое не может служить критерием для оценки работ Раута на противоковидном фронте — тем более, у него есть вполне себе «мейнстримовые» вирусологические работы, но понимать бэкграунд всегда немаловажно. Культуролог Маршалл Маклюэн, исследовавший, как средства коммуникации влияют на общество, еще в 1964 году вывел знаменитую формулу: The medium is the message, то есть «Средство <передачи сообщения> само является сообщением». Другими словами, первичную оценку, насколько стоит доверять той или иной информации, можно сделать еще до того, как вы с ней ознакомитесь, внимательно посмотрев, в каком источнике эта информация появилась. Скажем, достоверность научной новости, опубликованной в «желтой прессе» — или тем более в безвестном чате в WhatsApp, — по определению гораздо ниже сообщения в журнале Nature. Дидье Раут известен псевдонаучными высказываниями, а в опубликованных им работах находили признаки подлога[233]. То есть он является, мягко говоря, не самым надежным источником, а тиражируемые им сообщения требуют дополнительной проверки. Попробуем ее провести — не столько из-за гидроксихлорохина (сегодня получено множество доказательств, что он бесполезен против коронавируса, а ВОЗ официально исключила его из списка веществ, которые могут рассматриваться как потенциальные лекарства от COVID-19[234]), сколько для того, чтобы получить представление о критериях, по которым можно самостоятельно оценивать исследования, особенно громкие. В эпоху COVID-19, когда все так ждут обнадеживающих новостей, это умение особенно важно.

В марте 2020 года Раут и его группа опубликовали небольшое предварительное исследование, в котором проанализировали состояние 20 больных коронавирусной инфекцией[235]. Слишком маленькая выборка для того, чтобы утверждать что-либо, но пускай это был пробный шаг. В многочисленных интервью Раут заявлял, что очевидный успех исследования доказывает: нужно срочно переходить к масштабным клиническим испытаниям гидроксихлорохина. Однако внимательный анализ статьи показывает, что в работе огромное количество методических нарушений. Их так много, что невозможно сказать, есть ли хоть какая-то разница между группами пациентов с коронавирусом, получавшими и не получавшими препарат.

Чтобы признать достоверным результат сравнения двух групп, должны соблюдаться несколько требований. Во-первых, группы должны находиться в одинаковых условиях. Скажем, если пациенты из разных групп лечатся в разных больницах, то неодинаковое качество ухода может существенно сказаться на самочувствии и выживаемости больных. Во-вторых, необходимо, чтобы состав групп был максимально однороден: они не должны отличаться по полу участников, возрасту, тяжести и продолжительности болезни, количеству дней, проведенных в больнице до начала эксперимента, и так далее. В случае коронавируса, например, мужской пол является сильным предиктором плохого прогноза, а люди, которые на третью неделю после появления симптомов все еще находятся в больнице, с куда большей вероятностью окажутся среди тех, у кого разовьется ОРДС (см. главу «Что коронавирус делает с нами» и таймлайн в ее конце).

В-третьих, ни добровольцы, ни исследователи не должны знать, кто из участников получает лекарство (то есть находится в экспериментальной группе), а кто — «пустышку» (контрольная группа). В противном случае пациенты экспериментальной группы могут слишком оптимистично трактовать изменения в своем состоянии, возможно кажущиеся, а пациенты, точно знающие, что принимают плацебо, наоборот, рассказывать об ухудшении самочувствия. То же самое относится и к врачам: зная, кто из пациентов принимает плацебо, а кто — препарат, медики могут неосознанно (или осознанно) допускать перекосы в интерпретации их состояния. Эти три условия — критерии двойного слепого рандомизированного исследования, «золотого стандарта» в медицине, который позволяет говорить, что результаты проведенного эксперимента действительно объективны{38}.

Посмотрим, соблюдаются ли описанные выше критерии в работе Раута. Всего в исследовании было 36 испытуемых — экспериментальная группа (20 человек), которой давали гидроксихлорохин, и контрольная (16 участников), которая его не получала. Продолжаем читать описание работы и выясняем, что экспериментальная группа находилась в одной больнице, а контрольная — в другой. Этот факт сразу отметает критерии «золотого стандарта» номер один и три. Но это еще не все. Ученые наблюдали за пациентами в течение 14 дней, однако какой день болезни был у каждого из добровольцев — неизвестно. То есть у одного симптомы могли проявиться вчера, а у другого — неделю назад. Снова нарушение требования номер один об одинаковых условиях: очевидно, что сравнивать успех лечения у недавно заболевших и «ветеранов» COVID-19 нельзя. Кроме того, часть пациентов в экспериментальной группе дополнительно получала антибиотик азитромицин: хотя это очень существенный фактор, авторы учитывают их наравне с чисто гидроксихлорохиновыми больными. Причем азитромицин люди начали получать в разное время, что опять же никак не учтено при итоговом подсчете.

Еще интересный момент: изначально в экспериментальной группе было 26 человек — но шестеро, как пишут авторы, «раньше закончили лечение». Почему это произошло? Как выясняется, трое из гидроксихлорохиновых пациентов оказались в реанимации, один умер, один прервал прием препарата из-за чрезвычайно сильной тошноты. Никто из этих людей не попал в итоговую статистику — другими словами, авторы решили не учитывать возможные тяжелые побочные эффекты от препарата, притом что они от гидроксихлорохина бывают часто. Нет, возможно, все эти неприятности были связаны не с ним, а с исходно очень разным состоянием больных — но это тоже нужно учесть! Хотя просто выкинуть все, что нам не нравится и портит радужную картину, очевидно, удобнее.

Шестой исключенный решил выписаться, потому что его тест на коронавирус был отрицательным — уже на следующий день после начала эксперимента. Очевидно, что за один день эффект гидроксихлорохина проявиться не мог, и просто человек с самого начала был практически здоров: его включили в эксперимент в последние дни болезни. Удобный способ оценивать эффективность препарата, набирая в экспериментальную группу выздоровевших.

Идем дальше. Средний возраст пациентов в экспериментальной группе — 51 год, в контрольной — 37 лет. Не очень похоже на то, что обычно называют однородностью, хотя и играет как бы против гидроксихлорохина. Более того, сразу возникает вопрос: а почему эти две группы такие разные? Они набраны в разных больницах, поэтому можно предположить, что дело в изначальных критериях отбора. Скажем, в первой больнице принимают только тяжелых пациентов — а это, по статистике, люди старшей возрастной группы, а во второй больше мест, поэтому кладут всех. Очевидно, прогноз для двух групп в этом случае будет очень различным. По каким причинам исследуемых набирали в разных больницах, авторы не уточняют.

Продолжаем изучать пациентов. Среди добровольцев из экспериментальной группы было два человека с подтвержденным коронавирусом, но без симптомов, среди участников контрольной группы — четыре. Если бы всего пациентов оказалось 2000, разница была бы несущественна, но в данном случае асимптоматические пациенты составили в гидроксихлорохиновой группе 10 %, а в контрольной — 25 %. Признаки болезни могут не проявляться по самым разным причинам: например, человек находится в самой ранней стадии болезни, а ПЦР-тест ему сделали потому, что он контактный. Или он уже давно подхватил вирус, но организм пока эффективно подавляет его. Или он почти выздоровел. Или он истинный асимптоматик, а это означает, что его иммунная система среагировала на SARS-CoV-2 принципиально иначе, чем у большинства. Очевидно, в зависимости от причины, по которой у пациента не проявляются признаки болезни, реакция на препарат может радикально отличаться. И чем больше доля асимптомных, тем больше может быть искажен конечный результат. По уму, всех таких больных надо убирать из общей выборки и исследовать отдельно.

Есть перекос и в гендерном составе: в экспериментальной группе девять мужчин, в контрольной — шесть. А мы помним, что для мужчин в среднем прогноз хуже. Учитывая, что контрольная группа меньше экспериментальной, выходит, что доля мужчин в ней намного скромнее (45 % против 37,5 %), что может существенно отразиться на итоге эксперимента.

Кажется, причин, по которым можно усомниться в результатах гидроксихлорохиновой работы Раута, уже достаточно — но нет. Давайте посмотрим на критерий, по которому авторы определяли, кто из пациентов выздоровел. Это ПЦР-тест образца, взятого из носоглотки. Вроде бы стандартная процедура, но в данном случае к ней есть большие вопросы. Вирус активно размножается в верхних дыхательных путях на ранних стадиях болезни. По мере развития заболевания он спускается в легкие и там, как мы знаем, может начать серьезно безобразничать. В глотке на этом этапе вирус часто уже не определяться — а значит, по критериям авторов работы, человек будет причислен к выздоровевшим. Результат, по которому определяется, успешным или нет было воздействие, медики называют конечной точкой клинического исследования, и ее выбор очевидным образом определяет, признаем ли мы эксперимент удавшимся. В статье адекватной конечной точкой была бы клиническая картина: есть ли у пациента температура, кашель, одышка, поражения легких и так далее. Но обо всем этом в работе ни слова — одно лишь уточнение, что часть людей на момент включения имели симптомы поражения верхних дыхательных путей, а часть — нижних. У кого из пациентов признаки болезни сохранялись в последний день эксперимента и насколько выраженными они были, не уточняется.

Исследование, проведенное так, не может служить основой ни для каких выводов: мы сравниваем теплое с мягким, к тому же по сомнительным критериям и не учитывая возможные нежелательные побочные эффекты. Но по мнению Раута, проблем с первым экспериментом не было, поэтому вскоре он опубликовал еще одну работу, на этот раз об использовании гидроксихлорохина у 80 пациентов[236]. В этой статье, чтобы избежать неудобных вопросов вроде тех, что мы обсудили выше, он решил вообще не публиковать никаких данных об участниках. С цифрами там тоже не все гладко, но разбирать их, учитывая, скажем так, творческий подход к выбору добровольцев и отсутствие рандомизации, большого смысла нет.

В этом месте утомленный нудным перечислением недочетов работы читатель наверняка думает что-то вроде: «И охота же докапываться до мелочей. У нас тут пандемия, нужно быстрее искать лекарство, а с деталями можно разобраться и потом». И читатель не прав. Как раз из-за скучных мелочей зачастую разваливаются даже самые многообещающие работы. Потому что именно мелочи определяют, можно ли считать выполненный эксперимент доказательством эффективности — или неэффективности — препарата. Эксперимент, проведенный по облегченным стандартам, может показать, что лекарство работает, вы радостно запустите его в производство, начнете давать больным, и они резво поумирают, потому что в реальности препарат совсем не так эффективен (или не так безопасен). Или наоборот: упрощенный эксперимент покажет, что некое вещество не работает, вы выкинете его из списка кандидатов, а это было хорошее лекарство, способное спасти множество жизней. Двойные слепые рандомизированные исследования возникли не просто так (хотя золотым стандартом стали совсем недавно, в конце XX века) — они, как любят говорить авиаторы про свои правила, написаны кровью.

«Гидроксихлорохиновые» работы Раута выполнены настолько криво (неясно, специально или по недомыслию), что сделать вывод, работает или не работает препарат, невозможно. Но отсутствие доказательств эффективности не равно доказательству неэффективности, а значит, деньги и время на проведение этих экспериментов были потрачены впустую и мы по-прежнему не можем сказать о действенности гидроксихлорохина ничего определенного (точнее, не могли в марте 2020 года; уже летом неэффективность этого вещества была доказана вполне убедительно). Несмотря на это, многие политики и чиновники от медицины, вдохновленные красивыми речами француза, включили гидроксихлорохин в клинические рекомендации по лечению пациентов с коронавирусом. В том числе он есть и в российских рекомендациях[237]. Об эффективности гидроксихлорохина неоднократно публично заявлял Дональд Трамп, а FDA (Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов США, американский Росздравнадзор, но с куда более широким функционалом и общемировым авторитетом) даже разрешило использовать гидроксихлорохин для лечения COVID-19 в качестве экстренной меры. Пятнадцатого июня FDA тихо отозвало экстренное разрешение, так как количество грамотно проведенных экспериментов и клинических исследований, в которых было показано, что гидроксихлорохин неэффективен в отношении коронавирусной инфекции[238],[239] и ссылки внутри], стало неприлично большим, чтобы продолжать рекомендовать его[240].

Вирус жульничества

Пандемия COVID-19, стремительно распространившаяся по планете, изменила не только повседневную жизнь. Вирусу удалось то, чего годами не могли добиться энтузиасты, доказывавшие, что нынешняя практика публикации научных результатов, когда от подачи текста в журнал до выхода статьи могут проходить месяцы и годы, устарела и сильно тормозит развитие исследований. Лекарство и/или вакцину от коронавирусной инфекции нужно получить как можно быстрее, поэтому ученые начали выкладывать свои результаты на серверы препринтов сразу, как только оформляли их в виде текста. А непреклонные до этого журналы не только согласились потерять право первой ночи и публиковать такие статьи, но еще и открыли к работам по коронавирусу бесплатный доступ.

Новая практика (хотя новая она только для биологов: физики и математики давным-давно поступают со своими результатами именно так) невероятно ускорила и без того стремительное накопление результатов по изучению SARS-CoV-2. К началу лета в архивы препринтов было выложено более 3000 публикаций — учитывая, что мир официально узнал о вирусе 31 декабря 2019 года, это больше 500 статей в месяц. Очевидный побочный эффект такого ускорения — огромный процент некачественных или сомнительных статей. И хотя репозитории препринтов и журналы пытаются по возможности отсеивать подозрительные тексты, из-за нехватки ресурсов и чрезвычайно сжатых сроков периодически в них появляются, мягко говоря, некорректные работы. Особенно учитывая, что жулики, которые всегда толкутся возле науки, отлично понимают, что сейчас шансы пролезть и получить какой-нибудь бонус особенно велики. От их неуемной активности не всегда могут уберечься даже такие гранды, как The Lancet или The New England Journal of Medicine (NEJM). В мае оба журнала и сразу несколько исследовательских коллективов оказались втянуты в весьма неприятную историю, которая к тому же имела последствия планетарного масштаба — в буквальном смысле.

Двадцать второго мая в самом авторитетном медицинском журнале The Lancet вышла[241] статья, авторы которой проанализировали данные о 96 000(!) пациентов, которых лечили гидроксихлорохином, и пришли к выводу, что он существенно увеличивает смертность, в том числе при совместном употреблении с макролидами (группа антибиотиков, к которым относится азитромицин, прописываемый вместе с гидроксихлорохином), — эта схема используется, например, в России. По итогам этой публикации ВОЗ приостановила свои текущие клинические исследования гидроксихлорохина.

Казалось бы, счастливый конец и торжество науки, которая окончательно развенчала бессмысленный протокол. Но все оказалось сложнее.

Практически сразу после выхода статьи в The Lancet ученые и журналисты начали высказывать сомнения в достоверности данных, на основе которых сделаны выводы. Сотрудники австралийского отделения британской газеты The Guardian связались с несколькими больницами и выяснили, что использованные в статье цифры по Австралии не соответствуют действительности. Журналисты отправили запрос Сапану Десаи, ведущему автору статьи и заодно основателю компании Surgisphere, которая собирала и частично анализировала исходные данные. Десаи ответил, что да, произошла ошибка — в базу по Австралии случайно записали азиатские данные. Тридцатого мая The Lancet выпустил по этому поводу короткое опровержение[242], но уточнил, что основной вывод статьи остается без изменений. Однако газетчики не успокоились и решили выяснить, а что это за такая компания Surgisphere.

Сосудистый хирург Десаи основал ее в 2008 году, и изначально фирма занималась изданием медицинских учебников. Журналисты разыскали на Amazon отзывы на ее работу и установили, что хвалебные, с высокой вероятностью, были фальшивыми. И в любом случае было неясно, каким образом компания, занимающаяся издательским бизнесом, сумела получить данные из сотен больниц по всему миру и проанализировать весь этот гигантский массив. Сотрудники The Guardian опять обратились за разъяснениями к Десаи, который заявил, что Surgisphere начала заниматься Big Data сразу после основания и использует для анализа технологии искусственного интеллекта и машинного обучения. При этом в компании 11 сотрудников, большая часть из которых начали работать несколько месяцев назад и не имеют научного бэкграунда. Например, научный редактор оказался писателем-фантастом, среди других работников обнаружились администратор площадок для различных мероприятий (event hostess), маркетолог и порномодель. У компании полумертвый сайт, в соцсетях она неактивна, а сам Десаи трижды обвинялся в том, что плохо выполняет свою работу врача — впрочем, ни одно разбирательство официально не повлекло за собой административных последствий. Позже обнаружилось, что изрядная часть «достижений» создателя Surgisphere — несколько научных степеней и сотрудничество с ведущими университетами — выдумана, а к статьям, на основании которых он защитил диссертацию, возникли вопросы относительно подлинности иллюстраций[243].

Журналисты связались с больницами, и там сообщили, что первый раз слышат о Surgisphere и никаких сведений ей не передавали. После выхода публикаций The Guardian — их было несколько — несколько сотен ученых подписали открытое письмо с требованием провести расследование[244] этой истории. Третьего июня The Lancet опубликовал expression of concern, то есть выражение официального сомнения в том, что данные в публикации достоверны[245]. Соавторы статьи заявили, что будут разбираться с Десаи и с происхождением данных — оказалось, что он выдавал коллегам только обработанные сведения. Журналисты предлагали главе Surgisphere поделиться «сырыми» цифрами, но он отказал. Четвертого числа статью «выпилили» из журнала (на научном языке это называется retraction)[246].

Параллельно выяснилось, что на основе данных, предоставленных компанией Surgisphere, была выполнена еще одна крупная работа (8910 пациентов), также опубликованная в серьезном журнале NEJM[247]. В ней авторы изучали риски тяжелого течения COVID-19 у больных с сердечно-сосудистыми проблемами. В числе прочего в статье делался вывод, что ингибиторы ACE, которые часто прописывают сердечникам, не увеличивают риск плохого прогноза. Предположения, что эти препараты первого выбора для людей с повышенным давлением могут усиливать коронавирусную инфекцию, появились почти с начала эпидемии — впрочем, основаны они на весьма противоречивых результатах работы с мышиными моделями. Четвертого июня NEJM написал, что статью следует считать отозванной[248].

Забавно, что в одном случае фальшивые данные Десаи «обнаруживали» вред неэффективного препарата, а в другом — «доказывали» безопасность важных лекарств, отменять которые людям с сердечно-сосудистыми проблемами очень рискованно. Так что можно сказать, что Десаи — жулик, подыгрывающий стороне добра. Что, впрочем, не делает его меньшим жуликом. Мотивы основателя Surgisphere неясны — ни в одной из разоблачительных статей не говорилось, что он предоставлял данные за деньги. Если это так, возможно, Десаи рассчитывал привлечь клиентов в будущем, заручившись портфолио из статей в крутых журналах.

Этот увлекательный околонаучный детектив, в котором оказались замешаны ведущие медицинские журналы и сама ВОЗ, безусловно, будет иметь негативные последствия. Множество людей и так постоянно колеблются между официальной наукой и шарлатанством, а тут такой прекрасный повод в очередной раз усомниться в доверии к первой. С другой стороны, эта история вселяет надежду, что в вечной битве с мракобесием у науки все же есть шансы на победу — не в последнюю очередь за счет способности к самоочищению. Уже не первый раз исследовательское сообщество быстро замечает подозрительную ерунду — точно так же было, например, с работой о том, что в геноме коронавируса обнаружены фрагменты генома ВИЧ[249], — и добивается реакции и начала расследования (хотя конкретно в истории с Десаи большую роль сыграли журналисты The Guardian). Остается надеяться, что мощное сетевое комьюнити, коллективное рецензирование — а также практика выкладывать статьи и препринты в открытый доступ, без чего все это невозможно, — сохранятся и в послекоронавирусные времена.

Но ни чиновники из FDA, ни ученые, доказавшие бесполезность противомалярийного препарата для пациентов с COVID-19, не умеют так красиво выступать по телевидению, поэтому множество больниц по всему миру продолжают давать тяжелым больным недействующий и при этом токсичный препарат. А «предусмотрительные» граждане правдами и неправдами добывают лекарства с гидроксихлорохином, чтобы принимать «для профилактики». Один из таких смышленых товарищей умер, наевшись содержащего заветное вещество средства для чистки аквариумов[250].

Еще немного неудач

Итак, гидроксихлорохин в качестве лекарства от коронавируса оказался пшиком. Похожая судьба постигла и еще один препарат, с которым связывали большие ожидания, — ремдесивир (хотя по правилам транслитерирования название читается как «ремдезивир», в России принято такое обозначение). Правда, среди разработчиков и исследователей препарата не нашлось столь талантливого медиаменеджера, как Раут, поэтому за взлетом и падением следили в основном профессионалы. Ремдесивир был разработан американской фармкомпанией Gilead Sciences еще в конце 2000-х для борьбы с гепатитом С. Но испытания показали, что он совсем не так эффективен, как планировалось, и в компании решили попробовать ремдесивир для лечения больных лихорадкой Эбола. Здесь результат оказался лучше, однако в итоге другие лекарства оказались более действенными. В ходе всех этих исследований ученые показали, что препарат может in vitro, то есть в пробирке, подавлять активность сразу нескольких групп вирусов, в том числе Coronaviridae, к которым относится и SARS-CoV-2[251]. Когда стало ясно, что COVID-19 не просто локальная вспышка, в Gilead Sciences немедленно оживились (надо же как-то отбить сотни миллионов долларов, ухлопанных на разработку и проверку) и начали бесплатно рассылать ремдесивир научным группам для проведения исследований и клинических испытаний.

Надежд, что препарат поможет замедлить размножение коронавируса, среди специалистов было существенно больше, чем в отношении гидроксихлорохина. Ремдесивир относится к группе нуклеозидных аналогов и прицельно мешает работать важнейшему вирусному ферменту — РНК-зависимой РНК-полимеразе, которая создает новые копии РНК коронавируса для упаковки в вирусные частицы. РНК-зависимая РНК-полимераза строит новые копии РНК из отдельных генетических «букв»-нуклеотидов, которые в большом количестве плавают в цитоплазме. Ремдесивир мимикрирует под нуклеотид аденин, и РНК-зависимая РНК-полимераза вставляет его в растущую молекулу РНК вместо настоящего нуклеотида. Но из-за своих химических модификаций лжеаденин искривляет нормальную форму РНК-цепи: он как бы выпрастывается наружу. После того как полимераза присоединит еще три нуклеотида, цепь выгибается настолько, что больше фермент уже не может ничего вставить и синтез обрывается.

Но хитрые коронавирусы замечают, что в растущей цепи оказался неправильный нуклеотид — как вы помните, их РНК-зависимая РНК-полимераза работает неряшливо и частенько вставляет не то, что нужно. Грязную работу за полимеразой «подчищает» еще один специальный фермент-пруфридер, исправляющий ошибки (мы говорили о нем в главе «Как устроен коронавирус»), поэтому простые нуклеотидные аналоги против коронавирусов не работают. Но ремдесивир — не простой: из-за еще одной химической модификации пруфридер не может вырезать его, чтобы дать полимеразе возможность попробовать cнова. В общем, у исследователей были основания считать, что ремдесивир покажет хорошие результаты, тем более что в пробирке этот нуклеотидный аналог работал весьма эффективно.

На шаг назад

Внимательный читатель мог заметить, что я назвала ремдесивир нуклеозидным аналогом, но дальше речь шла только о нуклеотидах. Это не опечатка. Нуклеотидом называют нуклеозид, к которому присоединена одна или несколько фосфатных групп — именно в таком виде этот химический блок вставляется в ДНК или в РНК. Ремдесивир — «испорченный» нуклеозид, а не нуклеотид, то есть сначала клеточные ферменты должны присоединить к нему фосфатную группу, и только после этого РНК-зависимая РНК-полимераза сможет включить ремдесивир в растущую цепь. Вещества, которые для перехода в активное состояние должны быть модифицированы клеткой, называются пролекарствами (prodrugs). Очень часто препараты в такой форме более эффективны: «лишние» химические надстройки могут повышать их стабильность, растворимость, направлять в нужные органы и ткани или защищать от быстрого разрушения ферментами. В случае ремдесивира исходные модификации помогают ему лучше проникать в клетку (нуклеотиды делают это довольно плохо) и даже ускоряют включение лженуклеотида в растущую цепь по сравнению с настоящими нуклеотидами[252].

И первые результаты исследований на людях оказались весьма обнадеживающими. В середине апреля 2020 года в Чикагском университете, где проходила часть больших клинических испытаний ремдесивира, организованных Gilead Sciences, сообщили, что из 125 пациентов (113 тяжелых), получавших новую терапию, почти все были выписаны из больницы и только двое умерли[253]. Радужную картину портили два обстоятельства: университет не представил детальное описание исследования и, что хуже, в работе не было контрольной группы. То есть все выписывавшиеся пациенты могли выздороветь и без ремдесивира, тем более что каждый из них получал коктейль из множества других препаратов.

Через пару недель подоспело еще одно исследование, авторы которого заявили, что новое лекарство на 31 % ускорило время до выписки из больницы: пациенты, получавшие ремдесивир, в среднем выписывались через 11 дней, а больные из контрольной группы — через 15. Кроме того, препарат на 3 % уменьшил смертность от COVID-19 среди тяжелых пациентов: она составила 8 % против 11 %[254],[255]. Эти результаты несколько разочаровали общественность, но тем не менее были явно позитивными. Однако эксперимент был прекращен раньше срока. Как объяснили авторы, это было сделано по этическим соображениям: когда они заметили существенный эффект от ремдесивира, негуманно было продолжать давать контрольной группе плацебо. Такое решение вызывает вопросы: различия в показателях смертности не достигли статистической значимости{39}, то есть утверждать, что они связаны именно с ремдесивиром (и что они в принципе имеют место), нельзя. Кроме того, еще до окончания испытаний ученые изменили их контрольные точки — параметры, которые должны быть достигнуты по итогу, чтобы испытания можно было признать успешными. Изначально исследователи планировали оценивать разницу в смертности, но в итоге контрольной точкой стало время до выписки. Это куда более мягкий критерий, особенно учитывая, что авторы не добавили к нему учет состояния, и в том числе необходимость поместить пациента на ИВЛ. Но даже эти контрольные точки не были достигнуты, поскольку эксперимент досрочно прервали.

В то же время в одном из самых авторитетных медицинских журналов, The Lancet, была опубликована работа по ремдесивиру, выполненная с соблюдением золотого стандарта — двойного слепого плацебо-контролируемого испытания — и, в отличие от исследования из предыдущего абзаца, доведенная до конца. Ее результаты были, мягко говоря, разочаровывающими: ученые исследовали 158 пациентов и не обнаружили статистически достоверной разницы с контрольной группой[256]. Впрочем, на столь маленькой выборке сложно делать надежные выводы. Тем не менее, первого мая FDA выдало[257] разрешение на экстренное использование ремдесивира для лечения некоторых больных с COVID-19{40} — точно так же, как до этого выдало его для гидроксихлорохина.

В середине октября слабый оптимизм в отношении ремдесивира окончательно угас: в проведенном ВОЗ большом исследовании препаратов против коронавируса препарат SOLIDARITY не показал достоверного эффекта в снижении смертности пациентов[258]. Точно так же в очередной раз не показал его гидроксихлорохин, а также интерферон-β1a и комбинация лопинавир/ритонавир — о них мы поговорим в следующем разделе.

Чем богаты

Другие препараты, которые чаще всего используют для лечения пациентов с коронавирусной инфекцией, тоже не показали однозначной эффективности. В каких-то работах (чаще всего выполненных на небольшом количестве пациентов и нередко без контрольной группы) была показана их эффективность, другие исследования положительного эффекта не увидели. Чтобы не утомлять читателя длинным перечислением, основные препараты и их возможный механизм действия указаны в таблице 1. Сразу уточню, что в ней приведены именно противовирусные лекарства, то есть те, которые должны мешать размножению SARS-CoV-2. О медикаментах, помогающих бороться не с самим вирусом, а с последствиями, развивающимися в организме из-за его деятельности, мы поговорим в следующей главе.

Источники данных:[259],[260],[261].

[I] Т. А. Руженцова et al., «Возможности этиотропной терапии коронавирусной инфекции, вызванной SARS-CoV-2, у амбулаторных пациентов», Медицинский оппонент, vol. 1, no. 9, pp. 48–58, 2020.

[II] «WHO discontinues hydroxychloroquine and lopinavir/ritonavir treatment arms for COVID-19», WHO, 04-Jul-2020.

[III] Там же.

[IV] Временные методические рекомендации. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Версия 7 (03.06.2020) // Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2020. [Online]. Available: https://static-0.rosminzdrav.ru/system/attachments/attaches/000/050/584/original/03062020_%D0%9CR_COVID-19_v7.pdf?fbclid=IwAR1p266v_Ok6Hw0Xjw5nRVtJopPRDKdpP1nEMDmDcvHl0ug9QZPo6-mV80c.

[V] T. Feldt and T. Guggemos, Wolfgang Heim, Katrin Klug, Bettina Lehnert, Regine Lübbert, Christoph Niebank, Michaela Pfäfflin, Frieder Rothfuss, Katja Schmiedel, Stefan Stegemann, Miriam S. Stich, August Wolf, «Hinweise zu Erkennung, Diagnostik und Therapie von Patienten mit COVID-19. Stand: 06.08.2020», Ständiger Arbeitskreis der Kompetenz- und Behandlungszentren für Krankheiten durch hochpathogene Erreger am Robert Koch-Institut, 2020.

[VI] Multicenter collaboration group of Department of Science and Technology of Guangdong Province and Health Commission of Guangdong Province for chloroquine in the treatment of novel coronavirus pneumonia, «[Expert consensus on chloroquine phosphate for the treatment of novel coronavirus pneumonia]»., Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi, vol. 43, no. 3, pp. 185–188, Mar. 2020.

Как видно из таблицы 2, ни один из активно изучаемых противовирусных препаратов не показал эффективности в двойных слепых рандомизированных и приближенных к ним испытаниях (в качестве исключения можно назвать ремдесивир, однако и для него результат довольно скромный). Продолжать в такой ситуации давать их пациентам может быть оправдано с психологической точки зрения — и врачам и больным легче, когда больные что-то принимают, а не просто лежат и ждут, в какую сторону у них разовьется болезнь. С медицинской точки зрения применение неработающих препаратов оправдать не получится. Собственно, именно по этой причине CDC, Институт Роберта Коха и многие другие уважаемые ведомства настаивают, что применять казавшиеся когда-то перспективными, но не оправдавшие надежд вещества-кандидаты можно только в рамках клинических исследований.

Но если посмотреть на ситуацию еще чуть внимательней, окажется, что всё несколько сложнее. Абсолютное большинство серьезных испытаний, то есть тех, что выполнены с соблюдением золотого стандарта, проводились на тяжелых и критических пациентах. На этом этапе пытаться забороть вирус уже бесполезно — главным фактором, разрушающим организм, является собственный иммунитет, так что сражаться надо в первую очередь с ним. И как мы увидим в следующей главе, некоторые лекарства, подавляющие иммунитет, действительно работают. Чтобы убедиться, могут ли помочь вещества с противовирусной активностью, их нужно давать пациентам с более легким течением болезни, причем желательно не тянуть и начинать лечение вскоре после того, как проявились симптомы. Сравнив частоту перехода в тяжелую и критическую стадии с пациентами из контрольной группы, которые получали плацебо, мы сможем понять, эффективен ли тот или иной препарат.

Но тут медицинская логика вступает в противоречие с соображениями гуманизма. Большинство пациентов с легким и даже среднетяжелым течением болезни чувствуют себя сносно и могут не согласиться принимать препараты, многие из которых дают сильные побочные эффекты. Более того, больные с легкой формой коронавирусной инфекции обычно не лежат в больнице, а самоизолируются дома, что дополнительно осложняет проведение исследований. Знай мы признаки, которые бы указывали, что легкий пациент скоро «потяжелеет», можно было бы давать препараты только тем, у кого они проявляются. Но мы не знаем, как предсказать, кто из вновь заразившихся в итоге окажется на ИВЛ (хотя кое-какие намеки уже появляются, мы говорили об этом в прошлой главе). Даже у пациентов из групп риска этот сценарий реализуется не всегда, что уж говорить про «условно здоровых», как называет людей без явных заболеваний отечественная медицина.

Кстати, именно особенности российских клинических практик могли бы помочь с определением таких критических параметров: в отличие от большинства других развитых стран, в РФ рекомендовано интенсивно лечить пациентов со среднетяжелыми симптомами (грубо говоря, с начавшейся пневмонией) лекарствами из таблицы 2 в различных сочетаниях и другими препаратами, для которых не показана клиническая эффективность в отношении COVID-19, — например, мефлохин (еще один противомалярийный препарат), различные интерфероны и всевозможные комбинации антибиотиков у больных без бактериальной пневмонии. Но по не до конца понятным причинам системного наблюдения за больными при этом не проводится: в международных журналах или хотя бы в архивах препринтов не появилось ни одного исследования из России, в котором бы сравнивалась картина развития COVID-19 у тех, кто на ранней стадии получал какой-либо препарат с предполагаемой противовирусной активностью, и пациентов, которых вели на плацебо. Возможно, у врачей, загруженных уходом за большим числом тяжелых пациентов, банально нет времени, но без этих данных невозможно однозначно подтвердить или опровергнуть, работают ли те или иные лекарства. Без грамотно оформленных и опубликованных в доступном для широкой медицинской общественности виде (то есть на английском языке) исследований получится, что труд сотен врачей пропал впустую. И если загасить эпидемию коронавируса не удастся, мы по-прежнему не будем знать, что делать, чтобы предотвратить переход в тяжелую фазу. А значит, люди, которых можно было бы спасти, продолжат умирать.

Глава 8. Как лечат коронавирус

Эта глава написана летом — осенью 2020 года, когда волшебной таблетки, радикально уменьшающей риски тяжелого течения и смерти от коронавируса, не найдено (хотя врачи нащупали препараты, которые заметно снижают риск летального исхода). Тем не менее с декабря 2019 года пациентов с COVID-19 как-то лечат. Получается, всё, что делают врачи в больницах и легкие пациенты у себя дома, — бесполезные манипуляции? Лучше всего на этот вопрос отвечает фраза из известного анекдота про человека, который страдал нерешительностью: «И да и нет, доктор». Часть вмешательств оправдана и спасает жизни, а часть в лучшем случае не вредит. Отличить одно от другого не всегда просто, но мы попробуем вывести некоторые общие критерии.

Для этого вспомним, что течение коронавирусной инфекции можно очень условно разделить на три стадии: вирусную, воспалительную и цитокиновую. На вирусной стадии SARS-CoV-2 активно размножается прежде всего в верхних дыхательных путях, но также может спускаться в легкие. Иммунитет реагирует на вторжение, но пока старается обходиться локальными средствами, не запуская массированный системный ответ. На второй стадии действие перемещается преимущественно в легкие, а иммунная система начинает подтягивать все больше и больше бойцов: полным ходом идут активация Т- и B-клеток, наработка и синтез специфических антител{41}. На третьей стадии бóльшая часть пациентов благополучно выздоравливают, но у некоторых развивается патологическое воспаление — цитокиновый шторм{42}. Очевидно, на каждой стадии лечение должно быть различным. Давать человеку, который получил положительный результат теста на коронавирус, но в целом чувствует себя прекрасно, подавляющие цитокиновый шторм сильнодействующие препараты — безумие. Пусть и чуть меньшее, чем сосредоточиться на истреблении вируса, а не минимизации воспаления у пациента с ОРДС{43} (тем более, как мы обсудили в главе «Где лекарство?», препаратов, которые бы достоверно замедляли размножение коронавируса, не существует).

Надо сказать, что в большинстве стран клинические рекомендации примерно придерживаются этого деления с той поправкой, что на каждой стадии в протоколы часто включают множество препаратов с недоказанной эффективностью. Больше всего вопросов возникает к первому этапу, когда у человека только-только проявились симптомы. В зависимости от фантазии врачей и упорства пациентов, напуганных новостями и желающих, чтобы их «хоть чем-нибудь полечили», свежевыявленным коронавирусным больным без серьезных симптомов могут назначать самый широкий спектр препаратов от «стимуляторов иммунитета» и гидроксихлорохина до антибиотиков. И все они бесполезны: сегодня мы не знаем, как вычислить пациентов, у которых болезнь из обычной простуды перейдет в жизнеугрожающую патологию (хотя кое-какие идеи уже есть — мы подробно говорили о возможных предикторах плохого сценария в главе «Что коронавирус делает с нами»). Точно так же мы не знаем, какие препараты способны предотвратить этот процесс. Именно поэтому на ранних этапах болезни, особенно если у пациентов нет неожиданно тяжелых проявлений, им делают больше всего сомнительных назначений.

Чаще всего это различные противовирусные и «противовирусные» из тех, что мы обсудили в прошлой главе (фавипиравир, ритонавир/лопинавир, арбидол), а также гидроксихлорохин. Как вы помните, ни у одного из них существенного влияния на состояние пациентов или динамику болезни показано не было. Кроме того, легким пациентам часто назначают иммуномодуляторы и иммуностимуляторы, в том числе препараты, усиливающие выработку интерферона. К сожалению, абсолютное большинство подобных препаратов не обладает доказанной эффективностью не только в отношении коронавирусной инфекции. Теоретически на ранней стадии COVID-19 могли бы помочь вливания интерферонов I и III — как мы обсуждали в главе «Что коронавирус делает с нами», SARS-CoV-2 подавляет выработку этих веществ, не давая клеткам защититься от вторжения. Однако данных, что внешний интерферон в той или иной форме введения улучшает прогноз коронавирусной инфекции, не существует. Как в принципе нет хорошего — то есть выполненного с соблюдением практик доказательной медицины — подтверждения, что интерфероновая терапия работает при респираторных заболеваниях[262]. Тем более что интерферонов много и эффект каждого из них нужно исследовать отдельно.

В большинстве стран пациентам с легкими проявлениями коронавируса не назначают ничего как минимум с лета 2020 года. Врачам рекомендуется лишь «пристально наблюдать» за людьми из групп риска. Так поступают, например, в Германии{44} — стране с одним из самых низких уровней смертности от коронавируса, в США[263], Великобритании[264]. Более того, в рекомендациях Института Роберта Коха — немецкого Росздравнадзора, но с обширными исследовательскими функциями — специально прописано, что все экспериментальные препараты и лекарства, используемые при COVID-19 off-label, то есть не по назначению, могут принимать исключительно пациенты, которые находятся в стационаре под наблюдением врачей[265], потому что подобная терапия чревата побочными эффектами. А, например, в России даже на начальных стадиях выписывают сразу несколько средств.

Отдельно стоит сказать о бессимптомных и асимптомных больных. Протокол лечения от NIH (Национальные институты здоровья, отдаленный американский аналог РАН) не рекомендует использовать какие-либо препараты для пациентов с подозрением на коронавирусную инфекцию и для тех, у кого COVID-19 подтвержден ПЦР-тестом, однако симптомы не проявились[266]. Российские клинические рекомендации в принципе не выделяют до- и бессимптомные стадии[267], а значит, выбор лечения для таких пациентов остается на усмотрение врача. Учитывая любовь отечественной медицины к обязательному назначению хоть каких-нибудь препаратов, можно догадаться, что бессимптомным пациентам прописывают те же (неработающие) средства, что и пациентам с легкими симптомами.

Пациентам с выраженными симптомами (условная вторая стадия) чаще всего назначают коктейли из перечисленных препаратов с некоторыми вариациями. В Германии, например, используют камостат{45}, ингибитор протеазы TMPRSS2, которая помогает вирусу проникать в клетки. В России и некоторых других странах к противовирусным добавляют мощные противовоспалительные, в том числе стероиды из тех, которыми обычно лечат ревматоидный артрит и другие заболевания, связанные с патологической активацией воспалительного ответа. При этом в американских рекомендациях специально уточняется, что использование кортикостероидов у некритических пациентов, даже если им необходима кислородная поддержка, категорически не рекомендуется. Не в последнюю очередь потому, что эти препараты радикально подавляют иммунитет и принимающие их пациенты рискуют в дополнение к коронавирусу получить еще какую-нибудь бактериальную, грибковую или вирусную инфекцию, а в ситуации, когда организм и так не справляется, это явно лишнее[268]. Кроме того, пока последствия разбушевавшегося воспаления у пациента не стали критическими, сохраняется шанс, что организм все же справится с вирусом самостоятельно, и снижать иммунитет в этом случае неблагоразумно.

Если у пациента в крови падает концентрация кислорода (сатурация ниже 94 % — ее измеряют пульсоксиметром, небольшим приборчиком, который надевается на палец) и наблюдаются другие признаки дыхательной недостаточности, ему могут начать подавать O_2 извне. Сначала при помощи приборов, которые снабжают легкие газом через маску или носовые канюли, а если это не помогает, то пациента подключают к аппарату ИВЛ и подают газовую смесь с кислородом по трубке, вставленной в трахею{46}. При подозрении на присоединившуюся бактериальную инфекцию назначают антибиотики. Профилактическое назначение антибиотиков неразумно и вредно, и руководства по лечению COVID-19 многих стран, а также общее руководство от ВОЗ прямо указывают не делать этого[269],[270].

В случае если болезнь переходит в тяжелую или критическую форму, главной задачей становится спасти пациента от его собственного иммунитета. И именно на этой стадии наконец появляются работающие препараты с хорошо доказанной эффективностью. Магистральные направления терапии у пациентов в тяжелом и критическом состоянии — остановить патологическое воспаление, минимизировать риск и негативные последствия многочисленных микротромбов и дать поддержку тем органам, которые перестают нормально работать. Пациентам (подавляющая часть из них находится в реанимации) вливают большие дозы мощных противовоспалительных препаратов с разным механизмом действия. Сюда относятся, например, кортикостероиды вроде дексаметазона, вещества, мешающие действовать провоспалительным цитокинам, главным образом интерлейкину-6 (IL-6), и препараты, не дающие развиваться цепочкам воспалительных реакций.

Рис. 9. COVID-19 переходит в тяжелую фазу, если коронавирусу удастся запутать иммунитет и спровоцировать его гиперактивацию. В ходе масштабных сражений разъярившиеся иммунные клетки наносят колоссальный урон клеткам собственного организма, несопоставимый с вредом собственно от вируса

Ложная убежденность

Цитокиновый шторм — очень тяжелая, но давно известная патология. Один из эффективных способов сбить самораскручивающееся воспаление — курс глюкокортикоидов, синтетических аналогов гормонов коры надпочечников, угнетающих иммунитет. Когда стало ясно, что у тяжелых пациентов с COVID-19 развивается именно цитокиновый шторм, у многих возникла очевидная мысль попробовать глюкокортикоиды. Но в начале февраля в журнале The Lancet вышла статья[271], авторы которой, основываясь на анализе имеющихся литературных данных о применении стероидных гормонов у пациентов с другими респираторными заболеваниями, сделали вывод о нецелесообразности назначения этой группы препаратов для терапии коронавирусной инфекции. The Lancet — суперчитаемый и очень авторитетный медицинский журнал, статьи, которые он публикует, проходят тщательную экспертизу, поэтому многие медики и ученые решили, что тратить время на проверку того, как стероиды влияют на COVID-19, бессмысленно (хотя сами авторы призывали не использовать эти препараты только вне рамок клинических испытаний).

Однако по мере роста числа заражений — и, соответственно, тяжелых больных — все больше врачей в разных странах начали потихоньку применять глюкокортикоиды. Они рассказывали о положительном влиянии этих препаратов в интервью журналистам и в case studies, статьях с описанием лечения единичных больных. Постепенно стероиды вернулись в фокус внимания медицинской общественности, и в конце июня исследователи, участвующие в проекте RECOVERY, масштабной серии клинических испытаний различных препаратов, сообщили, что дексаметазон — давно известный глюкокортикоид — на 30 % уменьшает смертность тяжелых больных, находящихся на ИВЛ или ЭКМО (с 41 до 29 %)[272],[273]. У больных, которые на момент начала исследования получали только кислород, смертность упала на 11 % (с 26,2 до 23,3 %), а вот у тех, кто обходился без внешней поддержки, дексаметазон не только не уменьшал смертность, но даже, возможно, увеличивал процент неблагоприятных исходов. Это логично: если человеку не требуется интенсивное инвазивное вмешательство вроде ИВЛ, значит, цитокиновый шторм разбушевался не слишком сильно и препараты, угнетающие иммунитет, в лучшем случае бесполезны. И тем не менее снижение смертности на 30 % среди самых тяжелых больных — это десятки тысяч жизней, которые были потеряны из-за неверно выбранного курса, основанного не на фактических доказательствах (которых на тот момент не было), а на аналогии, казавшейся правомерной. Но это не повод винить авторов злополучной статьи в The Lancet или кого-то еще. В условиях стремительного роста числа заразившихся и, соответственно, тяжелых и критических больных такая стратегия, теоретически дающая возможность отбросить неэффективные практики, все равно остается самой разумной. Хотя иногда она и дает сбои.

Еще одна линейка препаратов, которые применяют на поздних стадиях COVID-19, — антикоагулянты, вещества, мешающие крови сворачиваться. Как мы обсуждали в главе «Что коронавирус делает с нами», микротромбы являются типичной патологией у пациентов с коронавирусной инфекцией, которая перешла в относительно серьезную форму. Их появление обусловлено главным образом все той же чрезмерно интенсивной реакцией воспаления. Образование сгустков крови опасно сразу по многим причинам. Из-за сужения или полного перекрытия капилляров различные органы, в том числе мозг или сердце, хуже снабжаются кислородом — а при развившейся пневмонии они и так его недополучают. Хроническое кислородное голодание ухудшает общее состояние и увеличивает риски, что какой-нибудь орган окончательно откажет. Кроме того, оторвавшийся тромб может закупорить важный сосуд, а это чревато такими смертельно опасными последствиями, как легочная эмболия (если прекратится кровоток в легочной артерии). Очень часто тромбы возникают в нижних конечностях.

В первые месяцы болезни, когда микротромбоз еще не был признанным симптомом коронавирусной инфекции, пациентам редко назначали антикоагулянты, но начиная с весны 2020 года их все чаще используют в стандартной терапии COVID-19. Главная сложность — не переборщить и не спровоцировать кровотечения внутренних органов. Важно учитывать взаимодействие антитромботических препаратов с другими соединениями, которые принимает пациент, и следить за коагулограммой — графиком изменения показателей крови, отвечающих за свертываемость.

В некоторых странах (особенно широко в Китае, но и в других странах тоже, в России в том числе) пациентам, которые находятся в критическом состоянии, переливают плазму крови добровольцев, переболевших COVID-19. Причем медиков интересуют не все выздоровевшие, а лишь те, у кого в крови детектируется высокий титр антител IgG против SARS-CoV-2. Более того, использовать желательно плазму только от доноров, в чьей крови есть нейтрализующие антитела к коронавирусу — те, которые способны самостоятельно, не привлекая другие компоненты иммунной системы, обезвреживать вирус и не давать ему проникать в клетку. Такое вмешательство называют пассивной иммунизацией: антитела переболевших, «настроенные» на SARS-CoV-2, частично обезвреживают вирус, беря на себя функции антител пациента, которых мало или они почему-либо работают не очень хорошо.

Политическая терапия

Несмотря на отсутствие убедительных доказательств, что плазма крови перенесших коронавирусную инфекцию помогает тяжелобольным пациентам с COVID-19 выкарабкаться, 23 августа FDA выдало разрешение на использование данного метода в экстренных ситуациях[274]. Это решение вызвало крайне негативную реакцию у научного и медицинского сообщества. Помимо того, что у нас нет уверенности в действенности переливания плазмы, вмешательство несет определенные риски, среди которых развитие ОРДС, вероятность заражения патогенами вроде ВИЧ и анафилактический шок[275].

Хотя метод известен давно, его эффективность в отношении COVID-19 пока неясна. В нескольких странах запущены клинические испытания, которые должны прояснить, насколько действенной является подобная практика, и определить оптимальные параметры: титр антител во вводимой донорской плазме, количество инъекций, стадия болезни, на которой вмешательство дает лучший эффект, и так далее.

Несколько раз клинические исследования по разным причинам прерывались досрочно: например, в Китае они были остановлены из-за нехватки больных, а в Нидерландах анализ показал, что титр антител у доноров и реципиентов плазмы одинаков, и целесообразность вмешательства поставили под сомнение. В начале сентября большая группа индийских специалистов опубликовала результаты небольшого клинического исследования плазмы как терапии коронавирусной инфекции с участием четырех сотен пациентов. Двукратное введение плазмы не улучшило показатели смертности по сравнению с больными, получавшими стандартную терапию[276]. И хотя к методологии индийцев есть много вопросов — например, они не указали, каковы были биохимические и физиологические параметры больных, которым вводили плазму, — и прежде, чем делать окончательные выводы, нужно дождаться завершения других испытаний, в целом опубликованный результат совпадает с ожиданиями экспертного сообщества.

Дополнительная сложность, способная снизить эффективность массового применения пассивной иммунизации даже в случае, если другие клинические испытания покажут ее действенность, — необходимость проводить анализ, который определяет, насколько высок у переболевших титр именно нейтрализующих антител. Такая проверка требует времени и специально обученных лаборантов и на практике в обычных больницах не используется. Впрочем, в некоторых странах медики активно применяют плазму переболевших, несмотря на отсутствие доказательств ее эффективности. Например, в той же Индии Министерство здравоохранения рекомендовало использовать ее для тяжелых больных, а на черном рынке плазма переболевших является ценным товаром[277].

Помимо описанных препаратов, пациентам с COVID-19 назначают лекарства, которые поддерживают работу различных внутренних органов, если те начинают барахлить. Их подбор зависит от клинической картины и результатов анализов, поэтому обсуждать подобную терапию имеет смысл только с лечащим врачом.

Основные лекарства «общей направленности», наиболее часто используемые у пациентов с коронавирусной инфекцией в разных странах, в том числе в России (кроме противовирусных, о них мы говорили в прошлой главе), перечислены в таблице 3.

Источники данных:[278],[279],[280],[281].

[I] E. C. Somers et al., «Tocilizumab for treatment of mechanically ventilated patients with COVID-19», Clin. Infect. Dis., Jul. 2020.

[II] N. Biran et al., «Tocilizumab among patients with COVID-19 in the intensive care unit: a multicentre observational study», Lancet Rheumatol., Aug. 2020.

[III] «Roche provides an update on the phase III COVACTA trial of Actemra/RoActemra in hospitalised patients with severe COVID-19 associated pneumonia», Roche, 29-Jul-2020.

[IV] «Sanofi and Regeneron provide update on Kevzara® (sarilumab) Phase 3 U. S. trial in COVID-19 patients», Sanofi, 02-Jul-2020.

[V] A. Cuker and F. Peyvandi, «Coronavirus disease 2019 (COVID-19): Hypercoagulability», UpToDate, 20-Aug-2020.

[VI] E. Maldonado, D. Tao, and K. Mackey, «Antithrombotic Therapies in COVID-19 Disease: a Systematic Review», J. Gen. Intern. Med., vol. 35, no. 9, pp. 2698–2706, Sep. 2020.

[VII] D. Vivas et al., «Recommendations on antithrombotic treatment during the COVID-19 pandemic. Position statement of the Working Group on Cardiovascular Thrombosis of the Spanish Society of Cardiology», Rev. Española Cardiol. English Ed., vol. 73, no. 9, pp. 749–757, Sep. 2020.

Не только таблетки

Кроме лекарственной терапии для лечения больных с коронавирусной инфекцией используют и немедикаментозные методы. Самые известные и эффективные — искусственная вентиляция (ИВЛ) и экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО). Их назначают пациентам, чьи легкие повреждены настолько, что не в состоянии обеспечивать организм кислородом. Хотя эти вмешательства спасают жизни, они часто сопровождаются тяжелыми побочными эффектами (мы подробно говорили о них в главе «Что коронавирус делает с нами»). Чем дольше пациент находится на ИВЛ или ЭКМО, тем выше риск их появления.

Также тяжелых пациентов с ОРДС часто кладут на живот (по-английски prone position, или пронация) не меньше чем на 16 часов в день. Такая позиция позволяет существенно повысить оксигенацию — насыщение крови кислородом. В июне статью о положительном эффекте этого древнего метода у пациентов с COVID-19 опубликовал авторитетный журнал JAMA Internal Medicine[282]. У больных, согласившихся полежать на животе, процент интубаций (подключения к ИВЛ) оказался заметно меньше, чем у тех, кто лежал на спине. Однако исследование очень маленькое, а полноценных клинических испытаний пока не было, хотя пронацию давно используют для облегчения состояния больных с ОРДС. Точный механизм положительного влияния такой позиции неизвестен — предполагается, что она уменьшает давление на легкие, за счет чего альвеолы раскрываются полнее. Другая гипотеза — перераспределение кровотока в легких с вовлечением традиционно малодоступных участков.

Еще одно немедикаментозное вмешательство, актуальное после того, как основные симптомы COVID-19 уйдут, — физическая активность. Наблюдение за уже выписавшимися пациентами показывает, что риск тромбообразования сохраняется довольно долго — как минимум три месяца после того, как пациент возвращается к обычной жизни[283]. Помимо антикоагуляционной терапии (которую может назначить только врач!) заметно снизить этот риск помогает движение. Ходить или еще как-то шевелиться стоит даже пациентам с пневмонией. Пресловутый постельный режим в данном случае способен принести больше вреда, чем пользы. Разумеется, речь не идет о пробежках на марафонские дистанции, но зарядка и, например, ходьба на месте под музыку могут существенно уменьшить вероятность закупорки сосудов сгустками крови.

Никакой самодеятельности

Из приведенного в этой главе очень краткого описания основных стратегий медицинской помощи при коронавирусной инфекции ясно, насколько сложно подбирать препараты для лечения COVID-19. Мало того что эффект большинства имеющихся веществ неочевиден — для любого назначения нужно понимать еще, как далеко зашла болезнь, знать предельные дозировки лекарств и их взаимодействие между собой, учитывать, сколько времени можно применять те или иные препараты, когда необходимо начинать более интенсивное вмешательство и так далее. Без медицинского образования и опыта — причем не только «вообще», но и опыта в лечении именно COVID-19 — сделать это невозможно. Так что, если вы подозреваете, что заразились SARS-CoV-2, самостоятельно лечиться «по интернету» — плохая идея. Большинство стран, которые справились с эпидемией, рекомендуют следующую стратегию: на ранних стадиях болезни оставаться дома и использовать симптоматические средства (другими словами, сбивать температуру, если она вас беспокоит), если состояние ухудшается и особенно если становится тяжело дышать — немедленно обращаться за врачебной помощью.

Несмотря на то что глобально рекомендации разных стран по лечению пациентов с COVID-19 схожи, в деталях они могут довольно существенно отличаться. Так как убедительных доказательств, что какие-то препараты могут повлиять на течение болезни у легких и средних пациентов и снизить риск развития тяжелой формы, нет, в большинстве стран таким больным рекомендуется исключительно самоизоляция. Терапия пациентов с серьезными симптомами с момента начала эпидемии существенно усовершенствовалась. Хотя волшебной таблетки, которая бы прицельно излечивала именно коронавирусную инфекцию, по-прежнему нет, поддерживающая терапия и своевременное купирование и профилактика характерных для COVID-19 осложнений вроде тромбозов радикально увеличивают шансы на выживание.

В первые месяцы эпидемии — и особенно в ее очагах вроде Италии или Нью-Йорка — врачи честно признавались, что они «дают пациентам все подряд». Наблюдать, как сотни людей умирают за считаные дни, а ты не в силах им помочь, чрезвычайно тяжело психологически. Плюс огромное количество врачей, которые сутками работали, пытаясь все же спасти людей с COVID-19, заражались и умирали. Самое печальное, что, даже несмотря на отсутствие лекарств, огромного количества смертей можно было избежать, если бы государства вовремя ввели ограничительные меры. Им посвящена глава «Правда ли нужен карантин и как вообще можно бороться с эпидемиями».

Глава 9. Где вакцина?

В случае вирусных заболеваний избитая максима, что предотвратить проще, чем лечить, становится особенно значимой. В главе «Где лекарство?» мы обсудили, почему так сложно создавать препараты, которые бы уничтожали уже попавший в организм вирус. Учитывая, что многие вирусы — в том числе весьма смертельные — заражают нас очень эффективно, вдвойне важно не допустить их вторжения и размножения. Другими словами, получение вакцины от SARS-CoV-2 куда приоритетнее, чем разработка лекарства. И хотя в идеале было бы неплохо иметь и то и другое, при наличии эффективной вакцины отсутствие лекарства становится куда менее критичным. Если коронавирусом будут заражаться не миллионы, как сейчас, а всего лишь тысячи или даже сотни людей, число тех, кто свалится в тяжелую стадию и будет нуждаться в лекарстве, сократится до совсем незначительных величин. Да, без действенной терапии риски для этих конкретных «счастливцев» сохранятся, но общество в целом будет в безопасности.

Именно поэтому на создание вакцины брошены поистине колоссальные усилия: развитые государства вкладывают в это мероприятие миллиарды долларов и готовы вкладывать еще. Но проблема в том, что, даже если завалить все сколько-нибудь вменяемые лаборатории купюрами до потолка, далеко не факт, что результат, которого так жаждут политики — эффективная вакцина к началу 2021 года, — будет достигнут. Потому что разработка лекарств вообще и вакцин в особенности — процесс, требующий не только денег, но и времени. И ускорить его — значит потерять в качестве, причем нередко значительно. Чтобы понять, почему ученые годами возятся с несложной, на первый взгляд, задачей, нужно разобраться, что в принципе такое вакцины и как они создаются.

Что делают вакцины

Смысл вакцинирования — безопасным образом познакомить организм с разными неприятными патогенами, чтобы он выработал против них средства защиты. Наша иммунная система — невероятно мощное оружие, и после такой тренировки реальная встреча с уже знакомым вирусом или бактерией не принесет вреда. Потому что, едва попав в вакцинированный организм, вторженец будет тут же атакован и уничтожен. Даже страшные убийцы вроде вируса черной оспы оказываются бессильны сделать что-либо, если иммунная система заранее подготовилась к встрече с ними. Редкие лекарства достигают такой эффективности. Люди пользовались встроенной защитой и до массового внедрения вакцинации — например, перенесшие оспу никогда вновь не заболевали ею. Другой вопрос, что около 30 % всех зараженных умирали, а выжившие оставались на всю жизнь изуродованными бесчисленными шрамами на лице и теле. Многие из тех, кто поправился, слепли. Наработка иммунных средств защиты требует времени, и очень часто патоген успевает размножиться до опасных количеств раньше, чем будет завершено создание эффективного оружия.

Безусловно, до того как организм выработает защитный ответ, настроенный на конкретного возбудителя (то есть задействует адаптивный иммунитет), он не совсем беззащитен. Компоненты врожденного иммунитета умеют узнавать множество характерных патогенов и могут самостоятельно уничтожить их, но, если враг особенно злой, без высокотехнологичной системы адаптивного иммунитета не обойтись. Субстанция, которую вам вкалывают в плечо, капают на язык (реже) или пшикают в нос (совсем редко) во время вакцинации, — это эмуляция какого-нибудь неприятного паразита. Болезнь такой квазивозбудитель вызвать не может, но организм об этом не знает и реагирует на него почти так же{47}, как если бы встретился с настоящими вирусом или бактерией.

Чрезвычайно простая по своей сути «тренировка на кошках» оказалась убийственным оружием против абсолютного большинства опасных патогенов, которые десятками тысяч лет прореживали человеческую популяцию. Благодаря повальной вакцинации полностью исчезла та самая черная оспа (она же натуральная): когда абсолютное большинство жителей Земли получили иммунитет, вирусу попросту не на кого стало перескакивать и он в буквальном смысле вымер. Последним представителем Homo sapiens, подхватившим оспу в естественных условиях, в 1975 году стала трехлетняя Рахима Бану из Бангладеш (она поправилась), а в неестественных — британская фоторепортер Джанет Паркер, делавшая снимки для медицинских изданий (ее спасти не удалось). Это произошло в 1978 году, и с тех пор штаммы вируса натуральной оспы есть лишь в нескольких местах на планете: лабораториях американских Центров по контролю заболеваемости (CDC) и российском научном Центре вирусологии и биотехнологии «Вектор».

Другие опасные инфекционные болезни полностью истребить не удалось, но заражений и смертей стало в разы, а иногда и на порядки меньше — например, с 1988 года, когда была развернута общемировая кампания по уничтожению полиомиелита, число случаев сократилось на 99,9 %[284]. В 2006 году началась кампания ВОЗ по искоренению кори, и если в 2000 году от этой болезни умерло больше полумиллиона детей, то уже в 2014 году количество смертельных случаев было меньше 115 000[285]. Но так как возбудители кори, дифтерии, коклюша, свинки, полиомиелита и так далее по календарю прививок не исчезли полностью, нам по-прежнему необходимо обеспечивать иммунитет от них при помощи вакцин. Абсолютное большинство вакцин созданы во второй половине XX века, и, хотя некоторые с тех пор немного подправили, глобально это те же препараты, что и 50 лет назад. Новые вакцины, которые в большинстве стран прививают по желанию родителей, создаются от опасных, но не настолько распространенных болезней, как те, что входят в календарь прививок. Энцефалит, менингит, вирус папилломы человека, пневмококк вполне способны покалечить и даже убить конкретного человека, но не представляют тотальной угрозы для общества. Не подгоняемые срочностью, ученые разрабатывают вакцины от этих заболеваний неспешно, можно сказать, в расслабленном режиме. Зато у них есть время и возможность строго придерживаться всех процедур проверки на безопасность и эффективность. Стандартный процесс создания новой вакцины занимает годы — обычно от десяти лет и более. С вакциной от папилломавируса управились за каких-нибудь 15 лет, над прививкой от ветрянки бились 28 лет, а вакцину от ВИЧ сделать и вовсе пока{48} не получилось, хотя исследователи очень старались.

Как создают вакцины

У неприлично длинных сроков есть причины, и они делятся на фундаментальные и практические. Фундаментальные связаны с природой живых и квазиживых систем вроде вирусов, и главная из них — сложность. Вирусы и бактерии пытаются проникнуть в клетки других организмов миллионы лет. За это время паразиты выработали множество хитрых трюков, обманывающих иммунную систему и повышающих шансы вируса или бактерии как следует размножиться, а их невольные хозяева, в свою очередь, изобрели всевозможные способы защиты от «вторженцев». Некоторые примеры взаимодействия вирусов с клетками хозяина мы обсуждали в предыдущих главах, но в реальности их гораздо больше. И у разных патогенов эти грязные приемы разные, так как им нужно приспособиться не к клеткам вообще, а к конкретным типам клеток конкретного вида живых существ. Чтобы понять, какие именно трюки использует паразит, его нужно долго и тщательно изучать — не в последнюю очередь потому, что используемые хитрости могут влиять на эффективность потенциальной вакцины.

Сколько времени потребуется изучать вирус — предсказать невозможно: верхнего предела, очевидно, нет. Да, первые вакцины создавались по наитию, потому что у ученых не было ни знаний, ни возможностей как следует исследовать возбудителей. Чаще всего это были так называемые живые вакцины, то есть попросту ослабленные вирусы или бактерии (такие вакцины, собственно, и называют ослабленными, или аттенуированными). Они работали хорошо, но порой создателям не удавалось в достаточной мере истощить силы паразита, и вместо муляжа, который должен послужить снарядом для отработки иммунного ответа, человек получал хорошую дозу полноценного возбудителя. В случае тяжелых болезней вроде оспы или бешенства это нередко приводило к смерти.

Со временем люди научились создавать менее опасные типы вакцин — например, «мертвые» (они же инактивированные), когда вирус не ослабляют, а убивают, а еще позже и так называемые субъединичные, которые представляют собой отдельные фрагменты вируса. Такие вакцины гарантированно не могут вызвать инфекцию, но вырабатываемый после их введения иммунный ответ часто оказывается недостаточным для полноценной защиты. Чтобы понять, насколько хорошо безопасная вакцина готовит организм к встрече с настоящим врагом, необходимо время. И первым делом исследователи выясняют, на какую именно часть патогена нужно натаскивать иммунную систему, чтобы она выработала защиту, которая сработает и против полноценного вируса (дальше для экономии букв и страниц мы будем говорить только о вирусах, но в случае с бактериями смысл тот же). Для этого важно понять, на какой фрагмент вируса (ученые говорят «эпитоп») реагирует иммунитет при естественном заражении.

Не ловля блох

Ученые, создающие новые вакцины, так долго возятся с различными проверками не потому, что не умеют работать или пытаются состричь с государства побольше денег, как думают некоторые. Жесткие требования возникли не на пустом месте — это страховка от весьма неприятных последствий, которые могут наступить, если слишком поторопиться. И это не теоретические опасения: в истории внедрения вакцин было несколько печальных случаев, когда разработчики недостаточно тщательно подошли к тестированию и такое легкомыслие привело к реальным смертям. Первый произошел в 1955 году, когда компания Cutter Laboratories произвела партию «мертвой» — как они думали — вакцины от полиомиелита. Инактивированная вакцина Солка (названная по имени разработавшего ее американского вирусолога Джонаса Солка из Питтсбургского университета) представляла собой выращенный на линиях человеческих клеток и убитый формалином вирус полиомиелита. Однако в Cutter Laboratories нарушили некоторые стадии производственного процесса, и на рынок попал живой вирус. Результат — 40 000 заражений полиомиелитом среди привитых, 51 случай паралича и пять смертей. Еще 113 случаев паралича и пять смертей были зарегистрированы среди тех, кто контактировал с инфицированными детьми[286]. После этой трагедии FDA резко ужесточило требования к проверкам для производителей вакцин, что неизбежно привело к удлинению сроков их производства.

Второй инцидент, намного более безобидный, случился в самом конце 1990-х, когда в США была зарегистрирована первая в мире вакцина от ротавируса RotaShield. Спустя несколько месяцев после того, как педиатры начали капать ее младенцам, врачи заметили увеличение числа госпитализаций по поводу инвагинации кишечника. Это редкая, но довольно серьезная патология, когда одна часть тонкой кишки как бы вкладывается в другую. При правильно поставленном диагнозе она лечится, так что никто из детей не умер. Расследование показало, что в предварительных испытаниях, которые проводила компания — производитель вакцины, повышенный риск инвагинации был замечен, однако из-за недостаточной выборки добровольцев его недооценили. RotaShield запретили к применению, а разработчики двух других ныне существующих вакцин — RotaTeq и Rotarix — организовали масштабные клинические испытания, чтобы определить вероятность инвагинации. Для этих вакцин риск оказался примерно в десять раз ниже, чем при использовании RotaShield. Учитывая, что потенциальная польза от антиротавирусной вакцины намного превышает возможные риски инвагинации (в 2015 году, до запуска новых вакцин, в мире было зарегистрировано 950 млн случаев вызванной ротавирусом острой диареи у детей до пяти лет; 500 000 малышей погибли), надзорные ведомства в сфере здравоохранения разрешили применять RotaTeq и Rotarix[287].

Может показаться, что эти истории подтверждают доводы противников вакцинации об опасности прививок. На самом деле они свидетельствуют ровно об обратном. Невероятный успех массового вакцинирования случился не просто так: это результат тысяч исследований и внимательного анализа всех доступных данных, в том числе и о неудачах. По итогам любых косяков, которые неизбежно случаются, когда имеешь дело со сложными живыми системами, регуляторы вносят изменения в правила создания и тестирования вакцин, чтобы в будущем подобных инцидентов не происходило. В создании вакцин действует та же парадигма, что и при эксплуатации самолетов: любая катастрофа приводит к пересмотру и улучшению существующих практик, и очень редко следующая авария происходит по тем же причинам, что и предыдущие. Итог подобной «исключающей» политики — радикальное сокращение числа происшествий с течением времени.

Чтобы вычислить такое слабое место вируса, неплохо выяснить, как устроена вирусная частица, и особенно тщательно изучить ее поверхность, потому что иммунным стражам легче заметить и зацепиться за торчащие наружу белки, а значит, именно их логично выбирать в качестве мишени{49}. Для этого приходится использовать множество весьма трудоемких методов исследования — от рентгеноструктурного анализа до создания мутантных вирусов с «выбитыми» белками, которыми ученые заражают клетки в культуре и экспериментальных животных. Все эти операции требуют времени, денег и специально оборудованных лабораторий. В случае SARS-CoV-2 это должна быть лаборатория класса BSL-3.

Особо опасные

По международной классификации все лаборатории, где работают с живыми организмами, делятся на четыре класса защиты. Обычным лабораториям, в которых ученые не имеют дела с опасными существами или вирусами, присваивается класс биобезопасности 1 (Biosafety level 1, BSL-1). Чем выше риск, что объект исследования может серьезно навредить людям, тем выше уровень защиты. С самыми опасными патогенами, скажем с возбудителями сибирской язвы, чумы, лихорадки Эбола или Крым-Конго, желтой лихорадки, бактериями, выделяющими ботулинический токсин, работают в лабораториях BSL-4. Лаборатории повышенных классов защиты проектируются и оснащаются особым образом, чтобы не допустить заражения персонала и «убегания» опасного патогена: на все каналы, которые так или иначе сообщаются с окружающей средой, устанавливаются фильтры, работа с патогенами проводится в комнатах с пониженным давлением, чтобы при случайном открытии двери потенциально зараженный воздух не вышел наружу, сотрудники обязаны носить защитные костюмы и так далее. Чем выше класс биобезопасности, тем серьезнее используемые меры защиты. С предшественниками нынешнего коронавируса SARS и MERS, убивающими 10 % и 30 % зараженных соответственно, работали в лабораториях BSL-4. SARS-CoV-2 менее опасен, и тем не менее все манипуляции непосредственно с вирусом можно проводить только в BSL-3-лабораториях.

Определив наиболее перспективные мишени, которые, с высокой вероятностью, будут привлекать внимание иммунных клеток (в случае ослабленных и инактивированных вакцин используются вирусы целиком), ученые приступают собственно к созданию препарата. Здесь тоже не все очевидно. Некоторые типы вакцин проще в производстве, но менее эффективны, другие же обещают хороший иммунный ответ, но их получение и транспортировка могут быть связаны с серьезными финансовыми издержками, а для неразвитых стран и вовсе невозможны. В обычное время, когда спешки с выпуском вакцины нет, эти сложности можно обойти, но в нынешней ситуации миллиарды доз вакцины необходимо произвести очень быстро, и эти соображения — те самые практические причины, о которых мы упоминали выше, — становятся серьезными аргументами за или против различных типов препаратов.

Определившись с типом вакцины и наработав некоторое количество доз, ученые приступают к тестированию (так как разработкой обычно занимается не одна лаборатория и/или компания, на этой стадии оказываются несколько возможных вариантов препарата). Первым делом исследователи проверяют эффективность вакцины в лабораторных условиях — на культурах клеток и животных. Если результат их устраивает, они начинают, так сказать, большое тестирование, которое включает минимум четыре фазы. Бравурные пресс-сообщения о перспективных вакцинах чаще всего пишутся именно в этот момент — и не столько для публики, сколько для инвесторов, потому что, хотя все предыдущие стадии разработки были весьма затратными, по сравнению с предстоящими расходами это просто семечки.

Первый раунд проверок, которые требуются для того, чтобы вакцина могла претендовать на официальную регистрацию, — доклинические, или предклинические, испытания. На этом этапе ученые вкалывают или иным способом вводят вакцину экспериментальным животным и в первую очередь смотрят, какие возникают нежелательные побочные эффекты. Заодно проверяют, насколько хорошо вакцина дает иммунный ответ, но это не основная цель на данной стадии. Если что-то идет не так, вакцину подправляют, а если это не помогает, отказываются от дальнейшей разработки. На этой же стадии исследователи приблизительно определяют максимальную безопасную и минимальную эффективную дозы — это дает диапазон концентраций для использования препарата.

Если предклиника проходит успешно, разработчики подают официальную заявку о работе над вакциной в надзорные органы, и тестирование продолжается уже в клинических испытаниях на людях. Начинается все с фазы один. Вакцину дают нескольким десяткам здоровых добровольцев, чтобы убедиться, что у нее нет серьезных нежелательных эффектов («несерьезные» вроде подъема температуры или боли в месте введения бывают неизбежно, и это не повод отказываться от вакцины). Если они есть — препарат возвращается на доработку или выкидывается. Также ученые проверяют, есть ли иммунный ответ на вакцину у людей.

Во время второй фазы клинических испытаний вакцину тестируют уже на сотнях добровольцев. Причем это должны быть не только здоровые и крепкие молодые взрослые, а люди из всех категорий, которым предполагается давать вакцину, в том числе дети и старики. Идея, что тестировать новые препараты на слабых и беззащитных — жестоко, в корне неверна: если этого не сделать, то под возможный удар попадают не десятки добровольцев в контролируемых условиях, а миллионы людей, которые могут не успеть обратиться за помощью. Собственно, основная цель фазы два — убедиться, что вакцина безопасна для массового применения. Вторая задача — понять, одинаково ли формируется иммунный ответ у разных когорт прививаемых. Чаще всего это не так, и, например, у пожилых он развивается хуже, чем у молодых. В этом случае необходимо оптимизировать схему вакцинирования для разных возрастов — к примеру, вводить людям старшего поколения несколько доз. Именно на второй фазе окончательно подбирается доза. Обычно на этой фазе отваливается большинство тестируемых препаратов.

Редкие вакцины, добравшиеся до третьей фазы клинических испытаний, дают уже тысячам людей. Параллельно еще нескольким тысячам вводят плацебо{50} — его могут использовать и в фазах один (редко) и два (это настоятельно рекомендуется), но на третьей он применяется в обязательном порядке — и ждут, пока в обеих группах накопится некоторое количество заболевших, чтобы сравнить, где больше. В идеале в экспериментальной группе инфицированных не должно быть вообще, но в реальности по различным причинам вакцинированные тоже заболевают. Если перевес заболевших в группе плацебо оказывается значительным, вакцина признается эффективной. Кажется удивительным (на самом деле — нет), но, несмотря на все предшествующие тесты, порой выясняется, что вакцина не дает никакого преимущества, и количество подхвативших заразу в обеих группах оказывается одинаковым или почти одинаковым. Связано это опять же со сложностью биологических систем вообще и иммунной системы в частности, а также с хитростью вирусов. На этой же стадии разработчики отлавливают возможные редкие побочные эффекты, которые могли не проявиться на малом количестве испытуемых.

Если все предыдущие фазы завершились удовлетворительно, производители отправляют отчеты регуляторным органам, которые тщательно проверяют бумаги и решают, выдавать ли разрешение. Если предоставленных данных оказывается недостаточно, чиновники от здравоохранения просят компании провести дополнительные испытания. Зачастую этот этап затягивается на годы. В редких случаях, например при чрезвычайно высокой смертности от заболевания, против которого создается вакцина, надзорные органы могут разрешить применение вакцины в затронутых популяциях до выдачи «полноценного» разрешения. Так было, например, с вакциной от лихорадки Эбола.

Заболеть, но не сильно

На самом деле все еще сложнее, и вакцина не обязательно предохраняет от повторного заражения. Критерием оценки эффективности может служить способность вакцины предотвращать не инфицирование, а тяжелое течение болезни. В этом случае привитые могут подхватывать вирус, но болезнь будет протекать в легкой или средней форме. Для конкретного привитого это хороший результат, но он означает, что получившие вакцину по-прежнему могут цеплять вирус и передавать его другим. И если эти другие не привиты и тем более относятся к группам риска, последствия могут быть не очень хороши. В качестве минимально допустимых критериев для вакцины от COVID-19 ВОЗ прописала способность предотвращать заражение, тяжелое течение и/или распространение вируса не менее чем у 50 % привитых[288]. ВОЗ не уточняет, в каком сочетании должны быть все эти критерии, то есть вполне допустимо, чтобы вакцина предотвращала тяжелое течение, но не распространение. Если первые препараты, которые выйдут на рынок, будут работать именно так, властям, вероятно, придется изменить стратегию вакцинирования. Вакцину, которая не останавливает выделение вируса заразившимися, должны в первую очередь получить не только те, кто по роду деятельности много контактирует с другими, но еще и пожилые и люди с заболеваниями из группы риска (сердечно-сосудистые проблемы, хронические болезни легких, диабет, ожирение, иммунодефициты), потому что именно для них инфицирование может быть смертельно опасно. В случае вакцины, предотвращающей передачу, отсутствие прививки у людей с высоким риском тяжелого течения не так критично. А учитывая, что им может понадобиться бóльшая доза (неэффективность стандартных доз вакцины — частое явление у пожилых), предпочтительнее именно этот вариант вакцины, так как в условиях дефицита времени произвести увеличенный объем препарата может быть проблематично. Более того, если эффективность первых вакцин окажется ближе к нижней границе определенного ВОЗ интервала в 50 %, маски будут более эффективны как средство предотвращать инфекцию: согласно результатам метаанализа имеющихся работ, они снижают шансы того, кто их носит, заразиться более чем на 82 %[289].

Очень часто исследования вакцин не заканчиваются с получением разрешения и выходом на рынок. Разработчик может добровольно проводить четвертую фазу клинических испытаний (пострегистрационные испытания), анализируя данные об эффективности и безопасности препарата, а также проводя эксперименты по возможному «побочному» использованию, скажем для профилактики какого-то другого заболевания. Кроме того, информацию о возникающих нежелательных эффектах собирают регулирующие органы, и, если расследование таких событий покажет, что они связаны именно с вакцинацией (что далеко не всегда верно, потому что совпадение двух событий во времени не является доказательством, что одно произошло вследствие другого), применение вакцины могут приостановить.

Даже чтобы прочитать описание различных стадий создания вакцины, требуется немало времени. Воплощение всех этих мероприятий в реальность часто занимает десятилетия. На каждом из этапов что-то может пойти не так, и, например, в США меньше 10 % препаратов, которые добираются до стадии клинических испытаний, получают одобрение FDA[290]. Одновременно компаниям еще надо построить заводы для производства новых препаратов (это делается во время фазы три, чтобы производственный процесс был точно таким же, каким он будет при массовом внедрении вакцины) или как минимум модернизировать существующие цеха. Очевидно, что получить вакцину «за 12–18 месяцев», о чем нам регулярно сообщают политики и СМИ, при соблюдении всех необходимых процедур невозможно. Этой цели реально добиться, только сократив какие-то этапы. И именно так поступают разработчики вакцин против SARS-CoV-2.

Полностью выбрасывать какую-либо из фаз большинство исследователей не решаются — слишком серьезными могут быть последствия. Вместо этого разработчики пытаются сжимать и объединять стадии. Например, фаза один становится сразу и фазой два: то есть протестированную на животных вакцину дают не десяткам, а сотням добровольцев. Сокращаются сроки анализа результатов и перехода от одной стадии к другой. Более того, иногда следующая фаза начинается до того, как будут окончательно собраны данные по предыдущей. В случае если они окажутся неудовлетворительными, испытания прекращают. Такая схема чревата большими финансовыми потерями, но практически все развитые страны щедро субсидируют разработчиков, в том числе и для компенсации на случай такого сценария.

Еще один, тоже очень затратный, способ ускорить разработку — строительство новых фабрик и модификация имеющихся производственных линий под выпуск наиболее многообещающих вакцин-кандидатов до того, как они прошли начальные стадии испытаний. Так как большинство препаратов на том или ином этапе сойдет с дистанции, значительная часть денег, вложенных в строительство или модификацию, пропадет. И тем не менее 2 апреля 2020 года основатель Microsoft Билл Гейтс заявил, что профинансирует строительство заводов по производству семи самых перспективных вакцин. Миллиардер уточнил, что, когда в гонке окончательно определятся два победителя, он полностью покроет расходы на создание фабрик по их выпуску. До этого момента созданный им и его супругой фонд будет обеспечивать строительство всех семи предприятий. Гейтс пояснил, что готов смириться с потерей нескольких миллиардов долларов для того, чтобы спасти экономику от триллионных потерь[291].

Еще один способ ускорить внедрение вакцины и заодно начать потихоньку наращивать коллективный иммунитет — применение препарата на группах риска до того, как будет получено общее разрешение. Под группами риска в данном случае имеются в виду не пожилые или пациенты с сердечно-сосудистыми заболеваниями, а врачи, полицейские, продавцы и представители прочих профессий, которые вынуждены постоянно общаться с людьми и больше остальных рискуют подхватить — и распространить — вирус. Но этот подход чреват большими проблемами, особенно если первые стадии испытаний были урезанными.

В случае с SARS-CoV-2 самый первый — исследовательский — этап удалось заметно сократить благодаря наработкам по вирусам SARS и MERS. Ученые уже через несколько недель после начала эпидемии расшифровали первый геном нового коронавируса, и, так как он сходен с геномом SARS более чем на 80 %, в дело немедленно пошли заделы по вакцинам против атипичной пневмонии и ближневосточного респираторного синдрома. Их разработку в свое время прервали, в частности, из-за того, что вирусы практически исчезли и не на ком стало проводить фазу три.

Добровольные жертвы

Наконец, радикально сократить сроки проверки вакцины можно, если не пассивно ждать, пока добровольцы, в ходе фазы 3 получившие препарат или плацебо, встретятся с вирусом где-то в полях, а прицельно заразить их. Такие эксперименты позволяют получить ответ, способна ли вакцина эффективно предотвращать заражение и/или тяжелое течение коронавирусной инфекции, в течение пары месяцев: три недели на формирование иммунного ответа — заражение — 3–5 дней инкубационного периода — три недели до возможного развития тяжелой фазы. Однако робкие сообщения о том, что в Великобритании планируют проводить подобного рода опыты, вызвали бурю возмущения[292]. И напрасно. Эксперименты с намеренным заражением не вынужденное ноу-хау ужасного 2020 года — именно с них, собственно говоря, и начиналась история применения вакцин. Первой такой опыт на Западе поставила леди Мэри Монтегю, писательница, подсмотревшая в Турции, как местные жители втирают в ранку на коже гной из папул больных натуральной оспой. Такой метод прививания называется вариоляцией, и, хотя он весьма эффективен, порой прививаемые сами заболевали оспой, доставленной в организм при вариоляции. Монтегю попросила врача проделать эту манипуляцию с ее дочерью. Та не заболела, но, чтобы продемонстрировать эффективность вариоляции, нужно было доказать, что она защищает от заражения. И это было сделано в 1721 году на шести заключенных, которых сначала привили, а потом намеренно инфицировали в обмен на обещание помилования. Никто из заключенных не заразился, эксперимент повторили на сиротах, и после успеха вариоляцию получили члены королевской семьи[293].

После этой истории эксперименты с намеренным заражением — быстрый и эффективный способ проверить, эффективна ли вакцина или лекарство, — практиковались в медицине довольно долго. Именно таким способом проверялись вакцины против кори, коклюша, свинки, туберкулеза. Нередко в качестве подопытных врачи использовали членов своих семей, но не менее часто это были заключенные, сироты, пациенты психлечебниц, жители неразвитых стран и другие люди, которые не могли добровольно отказаться от участия в эксперименте. При этом опыты не всегда оканчивались благополучно и некоторые участники умирали, получив дозу возбудителя. Последний раз это случилось в 2001 году, когда женщина-доброволец умерла после экспозиции к агентам, провоцирующим астму. Все эти неприятные подробности, а также возросшая ценность человеческой жизни в современном мире привели к тому, что эксперименты по намеренному заражению практически полностью прекратились. Их иногда проводят для тестирования препаратов от тяжелых заболеваний вроде холеры или малярии — да и то лишь потому, что ущерб от этих болезней в затронутых странах крайне велик, а на случай развития у добровольцев инфекции у нас есть лечение. То есть в соотношении риска и пользы последняя заметно перевешивает.

В истории с коронавирусом польза от экспериментов с намеренным заражением очень велика. С осени в большинстве западных стран вновь начался подъем заболеваемости, некоторые государства закрылись на карантин или готовятся к этому. Рост количества заболевших неизбежно означает рост количества смертей — и чем раньше у нас будет вакцина, тем меньше их будет. Прицельное заражение добровольцев, не входящих в группы риска по тяжелому течению COVID-19, — приемлемая мера, которая позволит максимально быстро протестировать вакцины и убедиться в их эффективности — или неэффективности. Разумеется, участники таких экспериментов должны быть застрахованы, обеспечены лучшим лечением на случай возможного развития осложнений и хорошо проинформированы обо всех рисках. Если взрослые дееспособные люди готовы рискнуть ради науки и спасти тем самым десятки тысяч жизней, этичность запрета на эксперименты с намеренным заражением оказывается под большим вопросом.

Удастся ли за счет всех этих ухищрений получить вакцину к началу 2021 года — неизвестно. Но государства прилагают к этому значительные усилия: например, президент США Дональд Трамп запустил программу Operation Warp Speed (операция «Сверхзвуковая скорость»), в рамках которой разработчики пяти (или больше) самых интересных потенциальных вакцин получат миллиарды долларов бюджетного финансирования. В России подошли к вопросу иначе: сотрудники Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени Гамалеи, где разрабатывается российская вакцина от COVID-19, привили ее себе еще до завершения стадии предклинических испытаний на животных[294]. Сообщалось, что все добровольцы чувствуют себя хорошо, однако неясно, были ли они застрахованы на случай отложенных последствий. При «нормальном» тестировании вакцин, когда людей прививают в рамках официально объявленных клинических испытаний, такая страховка обязательна.

В начале осени 2020 года в разработке находилось больше 200 вакцин-кандидатов. До какой-либо фазы клинических испытаний к этому моменту добралось больше 30. Среди создаваемых препаратов представлены как традиционные, так и совершенно новые типы вакцин. Ниже мы кратко обсудим их преимущества и недостатки.

Типы вакцин

Цельновирусные вакцины

Содержат целые вирусные частицы.

«Мертвая» (инактивированная)

Принцип действия

Вирус SARS-CoV-2, выращенный на культурах клеток и убитый тем или иным воздействием (агрессивные химические вещества, нагревание).

Преимущества и недостатки

«Мертвые» вакцины несложно создавать и не нужно хранить и перевозить в холоде. Фабрики по производству таких препаратов есть во многих странах мира, в том числе развивающихся. Этот тип вакцин используется в ветеринарии, и заводы, производящие вакцины для животных, также можно перепрофилировать под антикоронавирусную вакцину. «Мертвые» вакцины часто высушивают, так как порошок можно хранить и перевозить без холодильника — это огромный плюс с точки зрения логистики, особенно для развивающихся стран. Однако такие вакцины зачастую дают не очень эффективный иммунный ответ: белки убитого вируса могут иметь не совсем ту конформацию (форму), что у живого. Кроме того, убитые вирусы не размножаются, и иммунная система довольно быстро вычищает «трупы», лишаясь возможности выработать по-настоящему специфичное оружие против паразита. По всем этим причинам одного раунда вакцинации недостаточно, а значит, произвести нужно в два, а то и в три раза больше доз. Кроме того, для усиления иммунного ответа часто используют адъювант — вещество, привлекающее внимание иммунной системы. Его тоже нужно подбирать, а это занимает время.

Статус на начало осени 2020 года

Сразу несколько компаний заявили о работе над «мертвыми» вакцинами. Одна вошла в фазу три клинических испытаний.

«Живая» (аттенуированная)

Принцип действия

Выращенный на культурах клеток вирус SARS-CoV-2, который был особым образом ослаблен. Это можно сделать по-разному, но чаще всего вирус заставляют размножаться в неродных для него видах животных или их клетках. Патоген адаптируется к новому хозяину и теряет приспособительные механизмы, необходимые для заражения клеток предыдущего и размножения в них. Иногда вирус дополнительно стимулируют быстрее изменяться при помощи соединений, имеющих противовирусную активность. Однако все три разработчика аттенуированных вакцин от COVID-19, которые начали доклинические испытания, используют более продвинутый способ — деоптимизацию кодонов. Сложное описание этого принципа во врезке.

Дефицитный товар

Как мы обсуждали в главе 2, каждая аминокислота в клетках живых существ кодируется тремя генетическими «буквами» — нуклеотидами. Такие тройки нуклеотидов называют кодонами, и почти на каждую аминокислоту приходится больше одного кодона, причем у разных видов живых существ свои предпочтения по части выбора «любимого» кодона. При синтезе белка рибосома присоединяет к растущей цепи аминокислоты, ориентируясь на антикодон — тройку нуклеотидов на особой транспортной РНК (тРНК), которая поставляет в растущую белковую цепь аминокислоты. Клетка синтезирует тРНК с антикодонами, соответствующими всем вариантам кодонов, однако больше всего в ней тРНК, которые подходят к любимым кодонам этого организма. Если в гене встречается много редких кодонов, рибосома не сможет построить соответствующий ему белок: она будет все время ждать, пока из цитоплазмы приплывет нужная тРНК, и, с высокой вероятностью, отвалится от синтезируемой полипептидной цепи. В геноме вируса, используемого в качестве аттенуированной вакцины от COVID-19, один или несколько генов заменены на аналоги, в которых вместо обычных кодонов вставлены те, что редко используются млекопитающими. В лаборатории модифицированные вирусы могут нормально размножаться, так как ученые подкидывают им необходимые редкие тРНК. В естественной среде — в данном случае ею является организм человека — таких тРНК очень мало, поэтому вирус не может толком синтезировать необходимые ему белки. Он инфицирует клетки и провоцирует реакцию иммунной системы, однако нормально размножаться и заражать соседей не может.

Преимущества и недостатки

Так как вирус в аттенуированной вакцине мало отличается от исходного, такие вакцины дают хороший иммунный ответ. Впрочем, если у ослабленного патогена изменится именно то место, против которого направлены нейтрализующие антитела и Т-клеточный ответ, генерируемой защиты может оказаться недостаточно. Кроме того, ослабленный вирус может мутировать и вернуть себе патогенность. Вероятность этого крайне мала, но не равна нулю. Вирусы с деоптимизированными кодонами лишены этих недостатков, однако, как любые другие живые вирусы, требуют хранения в холоде на всем протяжении — от производства до момента введения. Как вариант, вакцина может быть лиофилизована (высушена), но в этом случае появляется риск ошибки персонала при разведении.

Статус на начало осени 2020 года

Аттенуированные вакцины от COVID-19 создают три компании. Разработки находятся на стадии доклинических испытаний.

Векторные вакцины

Принцип действия

Гены отдельных белков SARS-CoV-2 вставляют в геномы других вирусов (векторов), откуда ученые предварительно вырезали «опасные» гены. Иногда векторным вирусам оставляют гены, ответственные за размножение (реплицирующиеся векторы), иногда нет (нереплицирующиеся).

Преимущества и недостатки

Так как векторная вакцина — это настоящий вирус, который внедряется в клетки и высвобождает свои компоненты (а реплицирующиеся вирусные векторы еще и размножаются), она вызывает не только гуморальный (антительный), но и выраженный Т-клеточный ответ. Пути, приводящие к активации Т-клеток, начинаются именно с детекции фрагментов вирусных белков и нуклеиновых кислот, оказавшихся внутри клеток. Субъединичные вакцины (см. ниже), которые туда не попадают, вызывают преимущественно гуморальный ответ. С другой стороны, векторные вакцины, созданные на основе распространенных вирусов (например, на основе аденовируса), провоцируют иммунный ответ к самим себе: так как организм раньше встречался с настоящими аденовирусами и запомнил их, он немедленно начинает производить антитела к аденовирусным белкам и активировать заточенные специально против них Т-клетки. В результате иммунный ответ на белки SARS-CoV-2 или другого вируса-«пассажира» может оказаться слабее, чем рассчитывают исследователи. Наконец, вирусы, на основе которых сделан вектор, особенно хорошо размножаются в определенных клетках организма, и, попав в тело в виде вакцины, могут найти их и начать создавать новые вирусные частицы. Нецелевое размножение, например в печени, может оказаться опасным[295]. Впрочем, это касается только реплицирующихся вирусных векторов, да и в них проблему можно решить, удалив гены, отвечающие за сродство к посторонним клеткам.

Векторы для производства этого типа вакцин наращивают в культурах клеток. Это осложняет производство в развивающихся странах, где нет необходимого оборудования и обученных специалистов. Еще один недостаток векторных вакцин — их новизна. Ни одна подобная вакцина не использовалась для массового прививания людей. Исключение — экспериментальные вакцины, применявшиеся для защиты от ВИЧ и экстренной вакцинации в регионах, где периодически происходят вспышки лихорадки Эбола. В этих случаях сообщений о каких-либо серьезных побочных эффектах не было, но выборка людей, которые получали подобные препараты, на порядки меньше, чем для традиционных типов вакцин.

Статус на начало осени 2020 года

На разных фазах клинических испытаний находятся три нереплицирующиеся векторные аденовирусные вакцины. Одна из них разработана в Национальном исследовательском центре (НИЦ) эпидемиологии и микробиологии имени Гамалеи и была зарегистрирована для ограниченного использования до проведения третьей фазы испытаний. Ранее вакцина, созданная китайской компанией CanSino Biologics, получила одобрение для ограниченного использования у военных.

Впереди планеты всей

11 августа российский Минздрав объявил о регистрации первой российской вакцины от коронавирусной инфекции. Препарат на основе двух штаммов аденовируса, в геном которых вставлен ген спайк-белка, назвали «Спутник V». По словам руководителя группы разработки Дениса Логунова, вакцину создали за две недели, опираясь на предыдущие наработки по вакцине от MERS и вируса Эбола[296]. Создатели утверждают, что вакцина прошла первую и вторую фазы клинических испытаний, однако научных публикаций с отчетом об их результатах на момент регистрации препарата не было — статья с их описанием вышла только в сентябре[297]. В общей сложности вакцина была испытана на нескольких десятках добровольцев, включая сотрудников НИЦ имени Гамалеи, где она создавалась. Ассоциация организаций по клиническим исследованиям (АОКИ), в которую входят медики, ученые и представители фармкомпаний, призывала Минздрав не выдавать регистрационное удостоверение, так как вакцина не прошла всех положенных исследований[298], однако уже 25 августа Минздрав выдал НИЦ разрешение на проведение пострегистрационных испытаний «Спутника V»[299]. Регистрация выдана для ограниченного использования[300], но вскоре после этого начались так называемые пострегистрационные испытания, включающие 40 000 человек.

Субъединичные (пептидные) вакцины

Принцип действия

Вирусные белки или их фрагменты.

Преимущества и недостатки

Пептидные вакцины не требуют сложного производственного процесса, их можно быстро наработать в больших количествах и хранить в высушенном (лиофилизованном) виде без холодильника. Они гарантированно не вызывают инфекции и практически никогда не приводят к развитию аллергических реакций. Но голые пептиды в организме быстро разрушаются, поэтому иммунный ответ на них слабый. Чтобы его усилить, приходится использовать вещества-адъюванты. Кроме того, белки, полученные промышленным синтезом, по форме могут заметно отличаться от естественных вирусных белков. Из-за этого заточенные под вакцинные белки антитела могут плохо работать при встрече с настоящими вирусными антигенами. Наконец, субъединичные вакцины обычно не стимулируют Т-клеточную ветвь иммунитета, а в случае коронавируса, похоже, она играет существенную роль.

Статус на начало осени 2020 года

Несколько вакцин находятся на первой-второй фазе клинических испытаний.

Генетические вакцины

ДНК-вакцины

Принцип действия

Один или несколько генов, кодирующих белки вируса, записанные в кольцевой молекуле ДНК (плазмиде). Плазмида проникает сначала в клетку, а потом в ядро, где с нее синтезируются мРНК — молекулы, служащие матрицей для строительства белка. Они выходят из ядра в цитоплазму, там рибосома считывает записанную в мРНК информацию и на ее основе собирает вирусные белки. Дальше эти белки разрезаются на кусочки и выносятся на поверхность клетки, где их узнают дозорные иммунной системы и запускают Т-клеточный защитный ответ. Точно такая же схема работает, когда клетку заражает обычный вирус. Кроме того, часть вирусных белков оказывается во внеклеточном пространстве, где их ловят так называемые антиген-презентирующие клетки (АПК). Они тоже разрезают чужеродные белки на кусочки и показывают другим игрокам иммунной системы — тем, которые запускают синтез антител.

Преимущества и недостатки

ДНК-вакцины стимулируют обе ветви иммунитета: клеточную и гуморальную. Возникающий иммунный ответ максимально похож на тот, что имеет место при реальном заражении. Это существенный плюс по сравнению, например, с субъединичными вакцинами. ДНК-вакцины относительно дешево и несложно производить, они не требуют хранения в холоде и гарантированно не вызывают инфекцию. Наконец, чтобы дополнительно усилить иммунный ответ, в плазмиду можно включить гены сразу нескольких вирусных белков. Однако ученым не всегда удается заставить ДНК с вирусными белками в достаточном количестве проникнуть в клетку и ядро. С другой стороны, существует риск, хотя и крайне низкий, что плазмида встроится в геном и нарушит работу клетки, например запустив онкогенные процессы. Еще несколько возможных проблем — появление антител против ДНК, развитие толерантности к кодируемым вакциной вирусным белкам — так как они синтезируются внутри клеток, организм может принять их за свои — или, наоборот, возникновение аутоиммунного ответа[301]. Насколько реальны все эти риски, мы пока не знаем: до сих пор для людей ДНК-вакцины не применялись.

Статус на начало осени 2020 года

Сразу несколько компаний запустили первую или вторую фазу клинических испытаний ДНК-вакцин.

РНК-вакцины

Принцип действия

Один или несколько генов, кодирующих вирусные белки, записанные непосредственно в молекуле мРНК — той самой, на основе которой рибосома строит белки.

Преимущества и недостатки

РНК-вакцины не могут вызвать инфекцию, зато с их помощью можно натренировать иммунный ответ сразу против нескольких вирусных белков. Так же, как и ДНК-вакцины, они стимулируют обе ветви иммунитета, хотя изначально вакцины на основе РНК разрабатывались для борьбы с опухолями и заточены, прежде всего, на генерацию Т-клеточного ответа. РНК-вакцины лишены риска возможной онкогенности, так как не проникают в ядро и не могут встроиться в геном (геном людей записан в молекулах ДНК). РНК-вакцины относительно просто выпускать (хотя для этого нужны специально обученные технологи и оснащенные лаборатории), но из-за нестабильности молекул РНК препараты нужно все время держать в холоде. Специалисты разрабатывают различные методы, которые повысят термостойкость РНК-вакцин, но пока неясно, насколько они эффективны. Организм по умолчанию разрушает любые РНК, обнаруженные в неположенных местах, поэтому РНК-вакцину сложно доставить в клетки, и ученые пытаются маскировать их, заворачивая в другие молекулы. Кроме того, есть вероятность, что нетипичные РНК внутри клетки могут запустить аутоиммунный интерфероновый ответ. Но пока все эти риски остаются лишь предположительными, так как полноценных испытаний РНК-вакцин на людях не было.

Необходимая заморозка

Одна из компаний, создающих РНК-вакцину от коронавируса (Moderna), не ограничилась синтезом РНК с геном спайк-белка. Разработчики изменили последовательность нуклеотидов так, чтобы синтезируемый белок был как бы заморожен в конформации, которая имеет место в вирусной частице до того, как спайк-белок будет расщеплен одной из протеаз и мембрана частицы сольется с клеточной[302],[303]. Такую же хитрость в свое время применяли разработчики вакцин от MERS: иммунизация мышей измененным S-белком давала больший титр нейтрализующих антител, чем иммунизация обычным вариантом спайка.

Статус на конец лета 2020 года

РНК-вакцины разрабатывают несколько компаний, одна из которых (Moderna) начала третью фазу клинических испытаний.

Полезный побочный эффект

Целевые вакцины направлены непосредственно на SARS-CoV-2 и должны стимулировать выработку иммунного ответа именно против этого вируса. Однако некоторые ученые рассматривают возможность неспецифической тренировки иммунитета при помощи давно известной противотуберкулезной вакцины БЦЖ. Хотя собственно от туберкулеза она защищает хуже, чем хотелось бы (но лучше, чем отсутствие прививки!), в 2000 году появились данные исследователей, работавших в африканской стране Гвинее-Бисау, которые указывали, что прививка БЦЖ защищает детей от других инфекций, на 30 % снижая риск заражения[304]. Статью раскритиковали за слабую методологию: эксперименты проводились настолько некорректно, что невозможно было сделать вывод о достоверности их результатов. Позже появилось еще несколько работ, но все они, согласно анализу ВОЗ[305], давали очень низкое качество доказательств. Однако идея про БЦЖ зацепила ученых, и с тех пор статьи на эту тему продолжают периодически выходить[306].

В 2018 году вышла еще одна подобная работа[307], авторы которой предложили возможный механизм защитного эффекта старой прививки. Туберкулез вызывают бактерии Mycobacterium tuberculosis, а вакцина БЦЖ — это ослабленные штаммы их родственников Mycobacterium bovis. Оказавшись под кожей, M. bovis остаются живыми до нескольких месяцев, и, как предполагает новая гипотеза, этот сам по себе безобидный очаг стимулирует иммунитет, причем весьма необычным образом. Вакцины защищают нас от инфекций, прежде всего стимулируя приобретенный иммунитет — ту ветвь, которая настраивается под конкретного патогена in situ, то есть непосредственно при встрече с ним. В случае с БЦЖ, согласно гипотезе авторов, окопавшиеся в организме M. bovis подстегивают память другой ветви иммунитета — врожденной. Клетки этой системы убивают врагов неспецифично, в отличие от индивидуально подбираемых под каждый патоген антител, и считалось, что никакого запоминания при этом не происходит. Работа 2018 года утверждает, что все сложнее. Более того, она предлагает правдоподобную гипотезу, которую можно проверить экспериментально, — про память неспецифического иммунитета. И хотя большинство имеющихся исследований по БЦЖ не слишком убедительны (в том числе и те, что касаются связи этой прививки с риском заразиться COVID-19 или умереть от этой болезни), они вдохновили несколько команд запустить небольшие клинические испытания, чтобы проверить, может ли БЦЖ защищать привитых от коронавируса. Результаты испытаний ожидаются к концу 2020 — началу 2021 года.

Вирусоподобные частицы

Принцип действия

Белки, из которых состоит оболочка вируса, умеют самостоятельно собираться, формируя частицу нужной формы. В норме внутрь частицы загружается вирусная ДНК или РНК. Но если вставить гены вирусных оболочечных белков в геном других живых существ, в их клетках будут собираться пустые вирусные частицы, которые можно выделить и использовать в качестве вакцины.

Преимущества и недостатки

За счет того, что вирусоподобные частицы несут сразу много вирусных антигенов, они дают хороший иммунный ответ, как гуморальный, так и клеточный. Этот тип вакцин не содержит нуклеиновых кислот, а значит, не может ни заразить клетку-хозяина, ни встроиться в ее ДНК. Вакцины, созданные по этой технологии, — не terra incognita: вирусоподобными частицами прививают от гепатита В и вируса папилломы человека (ВПЧ), и за все время их использования не было замечено тяжелых побочных эффектов. Главный недостаток таких вакцин — сложное производство. Их наращивают в культурах клеток бактерий, дрожжей, животных и даже растений, затем выделяют и очищают. Быстро наработать большие объемы вакцины при таком хитром многостадийном процессе невозможно. Лишенные внутренностей вирусоподобные частицы нестабильны, поэтому на каждом этапе необходимо строго соблюдать все регламенты, не допуская резких перепадов температур, излишнего давления и так далее. Кроме того, из-за хрупкости вирусоподобных частиц их тяжело полностью очистить от ошметков клеток, в которых они собирались. Все эти сложности делают вакцины на основе вирусоподобных частиц очень дорогими. Далеко не все страны смогут позволить себе закупить достаточное количество доз.

Статус на начало осени 2020 года

Вакцины на основе вирусоподобных частиц создают несколько компаний, но ни одна из них не начала клинических испытаний.

Какие есть проблемы

Как видно из приведенного описания, в разработке вакцины от коронавируса есть множество разнонаправленных сложностей. Об одной из них мы подробно говорили выше: если создавать вакцину с соблюдением всех существующих требований и проверок, ни о каких «12–18 месяцах» — цифра, которую с удивительным упорством примерно с марта называют эксперты, если спросить их о сроках, — речь не идет. Сокращение и ужимание процедур повышает риски получить неэффективную или даже опасную вакцину. Если в приоритет будет поставлена безопасность, то первой на рынке может появиться вакцина уже известного типа — инактивированная или субъединичная. Но эти вакцины по сравнению с остальными дают худший иммунный ответ, так как стимулируют в основном гуморальную составляющую, а в борьбе с коронавирусом, судя по всему, весьма активное участие принимает Т-клеточная ветвь. Кроме того, как белки субъединичных вакцин, так и антигены убитого вируса могут заметно отличаться по форме от антигенов живого вируса, а значит, выработанные против них антитела не будут хорошо работать при встрече с реальным патогеном.

Перекос в сторону антител в целом характерен для производителей вакцин. Именно по наличию IgM, IgG и конкретно нейтрализующих антител, то есть тех, которые не только маркируют вирус для убийц-макрофагов, а самостоятельно мешают ему проникать в новые клетки, обычно оценивается эффективность вакцины в первых фазах клинических испытаний. И на третьей фазе, когда привитые встречаются с настоящим вирусом, нередко оказывается, что вакцина, которая дает высокий титр антител, плохо защищает от заражения.

Не в последнюю очередь такая зацикленность на антителах связана с тем, что их наличие и концентрацию легко измерять. Как мы уже обсуждали в главе «Что коронавирус делает с нами», чтобы оценить Т-клеточный иммунитет, нужно долго возиться с выделением, а иногда и выращиванием клеток и проводить трудоемкие эксперименты, например добавлять к полученным из крови пациента Т-лимфоцитам вирусные антигены и оценивать, синтезируют ли те в ответ различные цитокины. Если да, значит, Т-клетки раньше уже встречались с такими антигенами и были активированы, то есть из всех миллионов Т-лимфоцитов прицельно размножились клоны, которые специфически узнают именно этот вирусный мотив. Такие проверки не получается делать потоковым методом, а значит, оценка эффективности создаваемой вакцины еще больше затянется.

Но, повторюсь, в случае SARS-CoV-2 клеточный иммунитет имеет большое значение. Исследования переболевших показывают, что у некоторых людей развивается выраженный Т-клеточный ответ и при этом вообще не формируются специфические антикоронавирусные антитела[308],[309]. Чаще антител нет у тех, кто перенес COVID-19 в легкой форме или вовсе бессимптомно. Такую корреляцию можно трактовать двояко: то ли у людей с мощным Т-клеточным иммунитетом коронавирус не может размножиться до стадии, когда появляются выраженные симптомы, то ли, наоборот, организм тех, кто изначально подхватил малую дозу вируса, справляется с ним только силами Т-клеток, не привлекая антитела и всю сопутствующую машинерию{51}. Какой из ответов верен, покажут только дополнительные исследования, в том числе тех, кто подхватил SARS-CoV-2 второй раз. К середине осени было достоверно описано четыре случая повторного заражения — в Шанхае, Неваде, Эквадоре и Нидерландах (в последнем случае пациентка умерла, но у нее было редкое онкологическое заболевание, затрагивающее иммунную систему)[310],[311],[312],[313], и пока неясно, насколько часто оно происходит. Но если «рецидивистов» окажется много, можно будет сравнить частоту реинфекций среди тех, у кого сформировался только клеточный ответ на SARS-CoV-2, и людей, у которых выработались еще и антитела (если, конечно, у нас сохранятся образцы их крови). Если первые будут вновь заражаться чаще — значит, для борьбы с вирусом в первую очередь важны антитела, и вакцины, стимулирующие гуморальную составляющую иммунитета, будут эффективны. Если же разницы не будет или люди с антителами будут цеплять SARS-CoV-2 чаще или болеть им тяжелее, значит, имеет смысл делать упор на тренировку клеточного иммунитета, так как именно он определяет, как будет развиваться болезнь.

Безусловно, нельзя исключать, что и антительного ответа будет достаточно для хорошей защиты, но здесь скрывается еще один подвох. Чаще всего в качестве мишени, которая будет использоваться для обучения иммунитета, создатели вакцин выбирают S-белок (он же спайк-белок). Он отвечает за связывание вирусной частицы с клеточным рецептором ACE2, и если, грубо говоря, залепить спайк снаружи антителами, то вирус не сможет инфицировать клетки. Поэтому многие антитела против S-белка являются нейтрализующими. Кроме того, спайк-белок далеко выступает над поверхностью вирусной оболочки и собирает на себя множество антител. Однако, когда ученые проверили, какие именно антитела, выработавшиеся у переболевших COVID-19, нейтрализуют вирус, оказалось, что это не только иммуноглобулины к разным участкам S-белка, но еще как минимум антитела против белка нуклеокапсида, то есть N-белка[314]. Этот белок не так сильно выдается за пределы вирусной оболочки, поэтому антителам сложнее уцепиться за него. А если этого не происходит, то не запускается цепочка реакций подстройки антител под конкретный вирусный эпитоп (мы подробно обсуждали ее в главе «Что коронавирус делает с нами») и нейтрализующие антитела не формируются. Так что создатели вакцин предпочитают не рисковать и использовать в качестве антигена исключительно спайк{52}. Такой ограниченный спайком иммунный ответ будет заведомо отличаться от естественного, и мы пока не знаем, насколько это критично. Возможно, антител только против S-белка будет достаточно для стойкой защиты, но нельзя исключать, что без иммуноглобулинов к другим белкам оболочки защита будет неполной.

Достаточный минимализм

Фактов, которые бы со стопроцентной убедительностью доказывали, что антител к спайк-белку достаточно для полноценной защиты, пока нет. Они появятся лишь после того, как значительная часть людей получат вакцину, генерирующую только анти-S-антитела. Тем не менее, множество косвенных данных указывают, что иммуноглобулины против спайк-белка, похоже, действительно хорошо предохраняют от реинфекции. Например, в одной из работ авторы регулярно брали образцы крови у переболевших из Китая, которые подхватили вирус раньше всех остальных. Ученые проверяли, как меняется уровень IgG и IgM против S- и N-белков коронавируса, и проводили тесты на нейтрализацию. Исследователи занимались этим в течение полугода, и все это время именно наличие иммуноглобулинов типа G против спайк-белка лучше всего предсказывало, будет ли обезврежен вирус[315]. Другими словами, чем больше в плазме переболевших было IgG против S-белка, тем лучше была защита — по крайней мере, в лабораторных условиях.

Есть и еще одна проблема. S-белок — главный инструмент, при помощи которого вирус проникает в новые клетки, и он мутирует быстрее других структурных белков SARS-CoV-2[316]. Самые вариабельные фрагменты спайк-белка — как раз те, что отвечают за связывание с рецептором ACE2[317]. Именно их чаще всего выбирают в качестве вакцинных антигенов — опять-таки потому, что, «перекрыв» их антителами, мы остановим вторжение вируса. Получается, что ученые создают вакцину, направленную на самый нестабильный участок вирусной оболочки. И в случае если он сильно изменится — а вероятность этого выше, чем вероятность заметных изменений в других оболочечных белках, — вакцина перестанет работать. Более того, несоответствие выработанных в ответ на вакцину нейтрализующих антител новой топографии вируса теоретически может привести к редкому, но крайне неприятному осложнению под названием антителозависимое усиление инфекционности (АЗУИ), или, по-английски, antibody dependent enhancement (ADE). Коротко суть ADE в следующем: если в организме есть антитела к вирусу, но они не совсем «правильные», при встрече с ним вместо защитного эффекта может произойти ровно обратное и болезнь начнет развиваться по худшему сценарию.

Причиной ADE является уникальная способность нашей иммунной системы ювелирно подстраивать антитела под конкретный эпитоп конкретного патогена. Как вы помните, изначально в организме предсуществуют миллионы вариантов антител, худо-бедно узнающих самые разные вирусные фрагменты, с которыми может встретиться организм. Но это первичное связывание чаще всего непрочно. Поэтому вслед за первым контактом с патогеном начинается процесс созревания антител: гены B-лимфоцитов, отвечающие за синтез узнающей вражеский эпитоп части антител, начинают со страшной скоростью мутировать, порождая всё новые и новые варианты антител. Некоторые из них оказываются более липучими (прочнее связывают патоген), и дальше перетасовывать гены начинают только те лимфоциты, которые синтезируют именно эти антитела. Процесс повторяется много раз, пока наконец не появятся антитела, идеально подходящие к тому или иному месту на поверхности вируса.

Часть из таких сверхлипучих антител окажутся нейтрализующими: они заблокируют тот участок патогена, благодаря которому он проникает в клетку. Рано или поздно обездвиженный вирус обнаружат иммунные клетки-пожиратели вроде макрофагов, среагировав на торчащие с вирусной поверхности ножки антител. При помощи узнающих ножки рецепторов макрофаг захватывает облепленную антителами вирусную частицу, втягивает внутрь и в буквальном смысле переваривает в особых пузырьках. Но если вирус мутирует и участок, к которому сформировались нейтрализующие антитела, изменится, связывание станет не таким прочным. И когда комплекс вирус — антитело окажется внутри макрофага, вирусные частицы могут оторваться от антитела и начать безобразничать. Другими словами, если участок связывания нейтрализующего антитела изменится, бывший «спецназ» становится проводником вирусов в иммунные клетки, куда обычно они проникнуть не могут.

Этот эффект известен, например, для вируса, вызывающего лихорадку денге, и для коронавирусов. ADE наблюдалось у животных, которых заражали вирусами SARS (атипичная пневмония) и MERS (ближневосточный респираторный синдром). У людей ADE после встречи с коронавирусами напрямую не детектировали, но в крови пациентов с MERS существенно уменьшалось количество лимфоцитов — не исключено, что как раз из-за антителозависимого усиления инфекционности. Хотя коронавирус и не размножается внутри макрофагов, их заражение возбуждает иммунную систему, которая начинает усиленно продуцировать медиаторы воспаления, запуская цитокиновый шторм. И если за то время, пока ученые готовят направленную на S-белок вакцину к массовому выпуску, у коронавируса неудачно мутирует именно спайк-белок, при встрече с реальным вирусом выработанные нейтрализующие антитела окажутся уже не нейтрализующими, повышая риск развития ADE. Другие ситуации, потенциально увеличивающие шансы этой патологии, — синтезированный искусственно S-белок из вакцины будет иметь немного другую форму, чем в реальной вирусной частице, или вакцина почему-либо будет недостаточно стимулировать выработку нейтрализующих антител и они окажутся неидеальными.

Насколько велика опасность ADE для направленной против S-белка вакцины от коронавируса — неясно. Пока (на начало осени 2020 года) не было зафиксировано стойких мутаций, которые бы заметно изменяли конформацию спайк-белка. Однако упускать из виду вероятность развития этой патологии нельзя. К сожалению, отследить ее можно, только вколов вакцину добровольцам и дождавшись, пока значительная часть из них встретятся с настоящим вирусом. И это еще один довод в пользу того, что не стоит слишком торопиться с выпуском вакцины.

Впрочем, главным вопросом в истории с коронавирусной вакциной вряд ли будет вопрос каких-то ужасных осложнений. Вакцины — один из самых безопасных медицинских продуктов. Куда интереснее, будет ли она эффективной, и если да, то как долго будет сохраняться иммунитет. Большинство из тех немногих пациентов, у которых предполагается повторное заражение COVID-19, переносили реинфекцию легко или бессимптомно. Так что есть основания полагать, что, даже если вакцинная защита окажется нестойкой, повторная болезнь не будет проблемой. Куда хуже, что «второходки», вероятно, смогут заражать неиммунных к вирусу. Если эти опасения подтвердятся, правительствам придется опять пересматривать стратегию по вакцинированию и применению ограничительных мер.

И совершенно очевидно, что разобраться со всеми этими вопросами в режиме скоростной разработки не удастся. Поэтому первые вакцины будут компромиссом между безопасностью, качеством и длительностью защиты, простотой производства и многими другими факторами. Насколько удачным он окажется — покажет время. Летом 2020 года в лидерах гонки были не только традиционные типы вакцин вроде инактивированных или субъединичных, но и инновационные вроде основанных на ДНК и РНК. К осени диспозиция поменялась, и в списке потенциальных победителей остались только векторные, инактивированные и РНК-вакцины. Ближе всех к победе подошли компромиссные векторные вакцины, которые, с одной стороны, являются чисто молекулярно-генетическим продуктом, а с другой — уже испытывались на людях, хотя и ограниченно. Какой импульс — консервативный или авантюрный — победит, будет во многом зависеть от развития эпидемиологической ситуации и способности производителей убалтывать политиков. Более того, вполне может случиться, что в разных странах примерно одновременно начнут выпускать вакцины различных типов. Но в любом случае это будет невероятный по масштабам планетарный эксперимент — впрочем, как и вся нынешняя эпидемия.

Глава 10. Тесты: какие они бывают, зачем нужны и почему так плохо работают

Еще в феврале большинство людей смеялось над паникерами, сообщавшими, что в Китае все плохо и нужно готовиться к пандемии, но уже в марте количество запросов «где сдать тест на коронавирус» резко пошло вверх. И чем дольше мы существуем с COVID-19, тем очевиднее, что без массового тестирования невозможно сдерживать вирус, сохраняя при этом подобие нормальной жизни. Если правительства не понимают, сколько на самом деле людей инфицировано SARS-CoV-2 и какова динамика числа заболевших, они не могут вводить адекватные сдерживающие меры — или, наоборот, снимать ограничения. Недооценив количество зараженных, легко просчитаться с оборудованием больниц и палат реанимации, переоценив — угробить экономику чрезмерно длительным карантином.

Первый тест, позволяющий определить, болен ли человек COVID-19, появился уже в середине января (тогда болезнь называли 2019-nCov). И сделали его не в Китае, как можно было бы подумать, а в Германии: протокол выявления РНК вируса в мазках из глотки разработали исследователи Института вирусологии при берлинской клинике «Шарите»[318]. Руководитель группы — директор этого института Кристиан Дростен много лет изучал вирусы SARS и MERS и в том числе разрабатывал тест-системы для их выявления. Именно поэтому, как только китайские ученые выложили первые расшифрованные геномы нового коронавируса, Дростен и его коллеги смогли быстро подготовить протокол определения SARS-CoV-2. Они передали его ВОЗ, и та выложила инструкции по изготовлению тест-систем на сайте, чтобы ученые и медики в других странах смогли быстро создать собственные тесты. С тех пор их количество увеличилось до нескольких десятков, и сегодня можно провериться «на корону» множеством самых разных способов: от «серьезных» лабораторных анализов до домашних тест-полосок вроде тех, которыми выявляют беременность. Ниже мы подробно обсудим, чем отличаются друг от друга существующие тест-системы и насколько хорошо в целом они работают, но начать нужно с разделения двух основных видов тестов: на РНК вируса и на антитела к нему (на самом деле есть еще тесты на антигены коронавируса — эта разновидность быстрых тест-систем только входит в практику; мы еще поговорим о ней ниже в этой главе).

РНК-тесты

Попав в клетку, SARS-CoV-2 синтезирует новые вирусные частицы, заставляя клеточные ферменты считывать информацию, записанную в его геноме. Белки вируса не похожи на человеческие, а значит, его можно выявить, обнаружив в клетках нетипичные для Homo sapiens последовательности нуклеотидов, кодирующих эти белки. Именно так работает генетический тест на коронавирус: из соскоба клеток, обычно из рото- или носоглотки, выделяют нуклеиновые кислоты, а затем определяют, есть ли среди них те, которые принадлежат не человеку, а коронавирусу. Но даже в образце зараженного SARS-CoV-2 слишком мало «неправильных» нуклеиновых кислот, чтобы их можно было обнаружить напрямую (вопреки тому, что показывают в фильмах и сериалах про больницы, рассмотреть ДНК или РНК из образца в настольный микроскоп нельзя). Поэтому ученые придумали хитрую технологию: они многократно копируют отдельные кусочки вирусного генома до тех пор, пока их можно будет буквально увидеть глазами, если особым образом покрасить нуклеиновые кислоты. В 1993 году изобретатель этой реакции — американский биохимик Кэри Муллис был удостоен Нобелевской премии по химии. Метод называется ПЦР (полимеразная цепная реакция), и он полностью перевернул молекулярную биологию: фактически именно благодаря ПЦР началась эта наука в современном ее понимании.

За создание копий отвечает фермент полимераза{53}. Она садится на нить ДНК или РНК, по одной считывает записанные в ней буквы-нуклеотиды и строит вторую нить, которая повторяет первую{54}. Этот процесс проводят много раз. Для того чтобы полимераза размножала не все имеющиеся нуклеиновые кислоты, а только нужный кусочек, ученые указывают ей, какой фрагмент воспроизводить, при помощи праймеров. Это небольшие отрезки ДНК, которые прилипают к выбранному исследователями месту на копируемой нити. Два праймера с двух сторон ограничивают участок, который должен быть размножен, примерно как таблички с названием населенного пункта на дороге указывают его границы.

Участок для копирования внимательно выбирают так, чтобы он присутствовал только в геноме вируса: так как фрагмент небольшой, может случайно получиться, что очень похожий кусочек будет и в ДНК хозяина. Кроме того, этот фрагмент должен быть достаточно консервативен, чтобы не мутировать каждые пять минут, и при этом отличаться от аналогичных мест в геномах вирусов-родственников. Для того чтобы все получилось и размножились только нужные нам участки, очень важно правильно подобрать праймеры. Они могут плохо липнуть к желаемому участку или прилипать не только к нему, но и к какому-нибудь месту в геноме хозяина или других коронавирусов, и тогда полимераза будет умножать его, а тест — давать ложноположительный ответ. Важен и размер праймеров: слишком короткие будут неизбирательно приставать ко множеству неправильных мест, а специфичные, но слишком длинные могут частично приклеиваться к неправильному участку ДНК — и этого участка будет достаточно, чтобы полимераза начала синтез. В общем, подбор удачного фрагмента и праймеров — тонкое дело, и найти удачную комбинацию удается не всегда. Обычно останавливаются на отрезках, кодирующих какие-нибудь важные сервисные белки, которые обеспечивают собственные нужды вируса. И чаще всего тест-системы выявляют фрагмент не одного белка, а нескольких — такой дизайн практически исключает вероятность кросс-реактивности с похожими вирусами. Тест-системы на SARS-CoV-2 обычно выявляют кусочки генов N- и S-белков.

Если в соскобе с глотки есть вирусная РНК, после того как ученые выделят нуклеиновые кислоты, добавят праймеры и полимеразу и много раз проведут реакцию копирования, в пробирке накопится изрядное количество тех самых заранее выбранных кусочков вирусного генома, и их можно будет детектировать. Если же образец чист, полимераза не сможет ничего размножить, так как праймерам, указывающим ей участок, который нужно копировать, будет некуда приклеиться.

Выше я очень упрощенно описала принцип полимеразной цепной реакции, на которой основан генетический тест на коронавирус — и на многие другие вирусы. Но в случае с SARS-CoV-2 есть еще одна проблема: его геном записан на молекуле РНК, а ПЦР можно проводить только с молекулами ДНК. Поэтому на первой стадии теста выбранный фрагмент РНК превращают в ДНК, используя фермент обратную транскриптазу, или РНК-зависимую ДНК-полимеразу. Изначально этот фермент тоже был выделен из вирусов. Конкретно — из ретровирусов, которым он необходим, чтобы перевести свой РНК-геном на язык ДНК и встроить в геном клетки-хозяина (на всякий случай, еще раз: SARS-CoV-2 так делать не умеет!). РНК-зависимая ДНК-полимераза садится на нить РНК и строит ее ДНК-копию. Место посадки ферменту опять же указывают праймеры.

Но и это еще не все. Полностью реакция, которую проводят при генетическом тесте на коронавирус, называется ПЦР с обратной транскрипцией в реальном времени. Такой тип исследования позволяет увидеть, на каком именно цикле умножения ДНК-копий появляется сигнал. По этому параметру можно приблизительно оценить исходное количество РНК в образце, и, главное, результат анализа виден сразу. При проведении классической ПЦР требуется еще один шаг для визуализации размноженных ДНК-фрагментов.

Итак, генетический тест на коронавирус основан на полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией в реальном времени. Схема всех шагов приведена на рисунке 10. Если сократить описание до одного предложения, получится следующее: ученые проверяют, есть ли в исследуемом образце фрагменты генов вирусных белков. То есть положительный результат генетического теста не говорит, что в глотке человека или в смыве с какой-то поверхности присутствует активный живой вирус, — наличие сигнала свидетельствует лишь, что в образце имеется вирусная РНК. Делать вывод о заразности человека или поверхности только по результатам ПЦР-теста нельзя: вирус может быть давно мертвым или же его количество недостаточно для передачи (мы подробно обсуждали этот вопрос в главе «Как передается коронавирус», но еще вернемся к нему в этой и следующих главах). Чтобы судить о возможной заразности, необходимо проводить длительные эксперименты в лаборатории класса BSL-3: добавить полученный образец к культурам клеток и посмотреть, произойдет ли инфицирование. И даже если клетки заразятся, нельзя однозначно утверждать, что такого количества вируса достаточно для заражения людей.

Впрочем, есть другой способ оценить, свидетельствует ли результат генетического теста о наличии живого вируса в концентрации, достаточной для заражения. Чтобы выяснить это, необходимо внимательно посмотреть на параметры ПЦР-реакции, при которых был получен положительный сигнал. Так как для выявления РНК SARS-CoV-2 используется не просто ПЦР, а ПЦР в реальном времени, мы не только видим сигнал или его отсутствие по итогам нескольких раундов умножения копируемого фрагмента ДНК, но можем сказать, на каком именно раунде (ученые говорят «цикле») он появился. На каждом цикле количество целевых фрагментов в образце удваивается, и, если их изначально много, полимераза насинтезирует достаточное для выявления число копий быстро, то есть за небольшое число циклов. Если исходно в пробирке было мало нитей вирусной РНК (а значит, и синтезированной с них ДНК), потребуется больше циклов удвоения. Соответственно, если мы видим положительный сигнал, скажем, на 34-м цикле, это означает, что исходно РНК в образце очень мало и человек, вероятнее всего, уже — или еще — не заразен. Появление сигнала на 25-м цикле указывает, что РНК очень много, то есть вылетающие изо рта капли слюны содержат большое количество живого вируса и человек вполне может эффективно заражать окружающих.

Рис. 10. На первой стадии реакции фермент обратная транскриптаза копирует выбранный учеными фрагмент вирусного генома и одновременно переводит его с языка РНК на язык ДНК. Чтобы отграничить целевой участок, ученые используют праймеры — короткие кусочки ДНК, которые прочно прилипают к границам выбранного фрагмента. Полимераза может начать работу, только сев на «склеившуюся» пару праймер-РНК или праймер-ДНК. После того как нужный фрагмент переписан в молекулу ДНК, начинает работать другой фермент — ДНК-полимераза. Она тоже копирует лишь то, что находится между двумя праймерами. В результате образуются сдвоенные кусочки ДНК, состоящие из целевого фрагмента и праймеров. Реакция идет циклами: на каждом сначала сдвоенные кусочки разъединяют, нагревая реакционную смесь, на образующиеся одинарные нити ДНК приклеиваются свободные праймеры, полимераза садится на них и синтезирует новый одинарный кусочек, который оказывается спарен с первым. Реакцию проводят до тех пор, пока в пробирке не накопится заметное количество целевых фрагментов

Цикл, на котором появляется положительный сигнал, называется C(t) — от английского cycle threshold, то есть пороговый цикл. Приведенные выше значения C(t) 25 и 34 взяты не с потолка — это результат анализа большого количества тестов с последующим подсчетом числа копий вирусной РНК и заражением клеток[319]. Иными словами, если положительный сигнал проявился только на C(t)=34 (плюс-минус несколько циклов, в зависимости от конкретного прибора и протокола), в данный конкретный момент тестируемый не заразен. И если у него уже проявились симптомы, то он вряд ли представляет опасность для окружающих, так как максимальное открытие «окна заразности» приходится на период около появления симптомов. Чтобы удостовериться, что первый тест не был ложноотрицательным, имеет смысл повторить анализ через 24 часа, и если C(t) снова будет в районе 34, человек почти наверняка не распространяет вирус. Если за сутки концентрация РНК в глотке не изменилась или упала, значит, организм пациента уже победил вирус либо вирус спустился в нижние дыхательные пути, откуда ему трудно добраться до других потенциальных носителей.

Если результат теста положителен с C(t) около 34, но симптомов у тестируемого нет, то либо они появятся в ближайшее время, либо этот человек относится к загадочной группе асимптоматиков, либо он уже выздоравливает, но на симптомы внимания не обратил, так как они были слабыми. Но в любом случае на момент, когда этот человек сдавал тест, он не представлял опасности для других людей. Чтобы понять, что с ним делать, опять же имеет смысл повторить тест через 24 часа и посмотреть на динамику. Если второй анализ даст положительный сигнал, скажем, на 25-м цикле — вирус активно размножается и пациент находится в опасной для окружающих фазе болезни. Если же второй результат вновь покажет C(t)=34 или вовсе будет отрицательным — пациент не заразен.

В среднем отличие C(t) в 3,3 цикла указывает на десятикратную разницу в исходной концентрации вирусных нуклеиновых кислот. Иначе говоря, в образце, который дал положительный сигнал на 25-м цикле, в 10 раз больше РНК коронавируса, чем в образце, в котором положительный сигнал проявился на 28-м цикле. Зная это и крайнее значение C(t), выше которого образец условно считается чистым, можно гораздо точнее интерпретировать положительные результаты РНК-теста. Однако такая практика не применяется для массового тестирования, и итоги генетического анализа рассматривают бинарно: либо «да», либо «нет» — очевидно, потому, что так проще при большом потоке образцов. Причем за стандартную границу, которая отделяет положительный и отрицательный результаты ПЦР-теста часто принимают C(t)=40, что, безусловно, избыточно: так как полимераза всегда работает с ошибками, да и праймеры могут иногда «прилипать» к нецелевым фрагментам, на 40-м цикле накапливается множество посторонних фрагментов, которые способны дать ложноположительный сигнал. Возможно, в будущем чиновникам от здравоохранения придется пересмотреть систему оценки результатов, в противном случае будет крайне сложно организовать массовое тестирование, которое позволило бы странам не жить в режиме вечного карантина, а вернуться к нормальному существованию. Мы подробнее обсудим этот момент в главах 11 и 12.

Технические детали

На самом деле все несколько сложнее, и на разных машинах для проведения ПЦР одно и то же исходное количество РНК может давать сигнал на разных пороговых циклах. В идеале следует перед началом массовых анализов калибровать все приборы, определяя, какой C(t) соответствует опасному с точки зрения заражения количеству РНК в образце. К осени 2020 года в научном сообществе сложился консенсус, что оно составляет около миллиона копий на образец.

Пока же принято считать, что положительный результат ПЦР-теста образца, взятого из полости носа, ротоглотки или, реже, носоглотки, говорит, что человек заражен коронавирусом, даже если C(t) далеко за 30. И наоборот, у не болеющих прямо сейчас и контактировавших с больными за доказательство чистоты принимают отрицательный результат одного теста. У тех, кто болел, критерием выздоровления считают два отрицательных результата, полученных с интервалом в несколько дней при отсутствии клинических симптомов. Впрочем, постепенно от этой практики отказываются, и если у человека с подтвержденной ранее коронавирусной инфекцией с момента появления симптомов прошло более десяти дней, а сами симптомы исчезли, его могут вычеркнуть из списка болеющих и без второго теста[320]. Отсутствие симптомов критически важно: так как по мере прогрессирования болезни SARS-CoV-2 спускается из верхних дыхательных путей в нижние, на второй-третьей неделе болезни вирусная РНК в мазках из глотки может не определяться, хотя коронавирус замечательно размножается в легких и может загнать пациента в реанимацию. Самое неприятное, что эту ошибку (приравнивать отрицательный тест к отсутствию вируса в организме, а положительный — к его наличию) часто допускают в исследовательских статьях. Именно поэтому так важно вчитываться в детали проведенных экспериментов, а не только в громкие заголовки публикаций в СМИ.

В нескольких работах было показано, что концентрация вирусной РНК в слюне не так сильно зависит от времени проведения теста[321],[322], так что ее анализ может стать хорошей альтернативой стандартному тестированию образцов из глотки (заодно это здорово облегчит проведение тестов у детей, которым категорически не нравится процедура взятия мазка из глотки). Возможно, в будущем такие тесты станут нормой в массовой практике, пока же все еще используется стандартный протокол. И причина не в том, что ученые как-то особенно упрямы или не читают статей коллег. Просто для валидации тест-системы, в которой в качестве образца используется слюна, потребуется вновь проходить множество долгих процедур, а в условиях, когда каждый день нужно было проводить тысячи тестов, никто к этому не был готов. Летом, когда ученые и медики немного освоились с коронавирусной инфекцией, работа над новыми протоколами интенсифицировалась. Впрочем, у некоторых из существующих, но не валидированных тест-систем, которые используют слюну, есть еще один недостаток: они требуют довольно большого количества исходного материала — около 10 миллилитров, причем в идеале собирать образцы рекомендуется с утра, не ев, не пив и не чистив зубы[323]. Набрать такое количество слюны довольно затруднительно даже взрослым, для детей эта задача и вовсе может оказаться непосильной. Кроме того, густая — ведь человек не пил — слюна плохо пипетируется, что может повлиять на качество результата[324].

Тоже материал

Теоретически в качестве образца для анализа на наличие вирусной РНК можно использовать кал — мы уже обсуждали, что SARS-CoV-2 может размножаться в кишечнике и выделяться с экскрементами. Но, во-первых, неясно, у всех ли зараженных это происходит, во-вторых, мы не знаем, какова динамика выделения вируса в зависимости от стадии болезни, и, в-третьих, содержащиеся в кале вещества могут мешать прохождению ПЦР[325].

Тест на антитела

Если РНК-тест выявляет активную стадию болезни, то серологический, он же тест на антитела, показывает, перенес ли человек COVID-19 в прошлом — хотя иногда может выявлять и текущую инфекцию. Как мы неоднократно обсуждали в предыдущих главах, когда в нас проникает патоген, организм мобилизует для защиты от него иммунную систему. Если повезет, она задавит врага силами врожденного иммунитета, которые неспецифично убивают самых разных «вторженцев». И только когда это не поможет, начинает раскручиваться махина адаптивного иммунитета, настраивающегося конкретно на этого паразита. Важнейшими игроками этой системы являются антитела — белковые молекулы, которые накрепко прилипают к какому-нибудь месту на поверхности патогена, маркируя его для клеток-пожирателей вроде макрофагов.

Первыми появляются антитела типа М{55} — они связываются с врагом не очень прочно и не слишком специфично. Иммуноглобулины типа G подтягиваются позже, так как им требуется время, чтобы «созреть»: благодаря хитрому процессу локальных мутаций в производящих эти антитела B-лимфоцитах каждое следующее поколение IgG прочнее прикрепляется к антигену (подробнее см. в главе «Что коронавирус делает с нами»). Однако в случае коронавируса разница в появлении IgM и IgG не слишком велика: оба типа антител начинают обнаруживаться в крови к концу первой недели после появления первых признаков COVID-19[326]. Но на этом этапе концентрация иммуноглобулинов слишком мала: стандартные массовые тесты стабильно определяют оба типа антител начиная с 14-го — 21-го дня[327]. Концентрация IgG и IgM увеличивается со временем (хотя и с разной скоростью) и выходит на плато примерно на 17-й –19-й день после появления симптомов[328].

Для того чтобы определить, есть ли в организме антитела к коронавирусу, у тестируемого берут кровь, отделяют сыворотку и капают ее в маленькую лунку на специальной прозрачной пластиковой плашке. В стандартной плашке 96 лунок, и ко дну каждой заранее приклеены антигены — в данном случае фрагменты различных белков SARS-CoV-2 (чаще всего используют фрагменты S- и N-белков). Если в сыворотке есть антитела против вирусных белков, они намертво прицепятся к антигенам в лунке. На следующем этапе плашку промывают от несвязавшихся иммуноглобулинов, а затем добавляют в лунки так называемые вторичные антитела, узнающие «ножки» любых человеческих антител: так как в плашке остались только антитела против белков коронавируса, вторичные антитела прицепятся именно к ним. Вторичные антитела модифицированы так, что их можно визуализировать: скажем, к их ножкам прикрепляют ферменты, которые при добавлении определенных веществ могут флуоресцировать. Через прозрачное дно плашки хорошо виден цветовой сигнал, и если он есть, значит, в исходном образце были антитела к белкам SARS-CoV-2. Такой метод определения каких-либо антигенов называется иммуноферментным анализом (ИФА) или, по-английски, ELISA (enzyme-linkjd immunosorbent assay, иммуносорбентный анализ с ферментной меткой).

Если с чувствительностью ПЦР-теста можно поиграть, выбирая для размножения тот или иной участок вирусного генома, то в случае серологических тестов важно, какие антигены будут закреплены на дне лунки. Когда там слишком много разных фрагментов, велика вероятность, что мы обнаружим антитела не только к SARS-CoV-2, но и к другим коронавирусам. У них много похожих белков, а небольшие пептидные фрагменты и вовсе могут оказаться одинаковыми. Тесты, которые плохо определяют отличия между близкими вирусами, называют малоспецифичными. Если ограничиться малым числом кусочков, тест, наоборот, может давать ложноотрицательный результат, потому что у человека не сформировались антитела именно к этим фрагментам. Говорят, что у таких тестов низкая чувствительность. Подробнее о чрезвычайной важности соотношения специфичности и чувствительности мы поговорим в следующем разделе.

Раз отмучился — и всё?

В прессе можно прочитать, что наличие антител к коронавирусу свидетельствует об иммунитете: раз у человека есть защитные антитела, они немедленно задавят вирус, если он еще раз попытается попасть в организм. Мы неоднократно обсуждали, что в случае SARS-CoV-2 однозначно делать подобный вывод рано. Во-первых, среди сформированных антител может не быть нейтрализующих, то есть тех, которые способны одолеть вирус в одиночку, связываясь с тем участком, при помощи которого он проникает в клетки. Без таких антител защита неполна, потому что патоген хоть и в меньших количествах, но все же будет заражать клетки. Во-вторых, мы пока не знаем, насколько велик вклад антительной и Т-клеточной ветвей иммунитета в дело победы над коронавирусом. Если Т-клеточная компонента важнее, то сам по себе факт наличия антител не гарантирует защиты, потому что мы не знаем, есть ли у человека достаточно активированных Т-клеток. Наконец, появляется все больше данных, что титр антител подозрительно быстро снижается со временем, причем чем меньше изначальный титр, тем быстрее он падает ниже уровня обнаружения (впрочем, часть подобных сообщений могут быть связаны с ошибками тестирования, особенно если у испытуемых изначально наблюдался низкий титр антител: нельзя исключать, что они не болели COVID-19, но их первый тест был ложноположительным). Обычно высокий титр связан с тяжестью инфекции: он выше у людей с более выраженными симптомами. В небольшом исследовании, проведенном в Великобритании, у пациентов, которые перенесли COVID-19 в легкой форме, титр антител падал до необнаружимого уровня уже через 50 дней после начала заболевания. У тех, кто как следует помучился от «короны», антитела детектировались, но тенденция была одинаковой у всех категорий инфицированных: количество антител в крови неумолимо уменьшалось с каждой неделей[329].

Такая динамика не похожа на ту, что наблюдалась у перенесших SARS — атипичную пневмонию, вызванную более злобным родственником нынешнего коронавируса. Титр антител в крови выздоровевших тоже падал со временем, но даже спустя три года их все еще можно было определить[330],[331]. Возможна или нет реинфекция SARS, мы не знаем: вирус исчез, так что у переболевших нет шансов встретиться с ним повторно. Зато для коронавирусов, вызывающих сезонные простуды, реинфекция даже в течение того же года, похоже, вполне типична[332], и антитела к ним вымываются из крови стремительно. Пока характер угасания антител у переболевших COVID-19 гораздо больше напоминает именно мягкие коронавирусы. Да и по характеру течения новая коронавирусная инфекция к ним гораздо ближе — и это еще одно косвенное свидетельство, что титр антител не будет долгоиграющим.

Тем не менее в начале осени 2020 года было достоверно описано лишь четыре случая повторного заражения COVID-19 — в Гонконге, Эквадоре, Нидерландах и Неваде (достоверно — то есть ученые подтвердили, что в образцах, взятых во время первого и второго эпизодов, определяются разные штаммы SARS-CoV-2)[333],[334],[335],[336]. При этом у двух рецидивистов реакция иммунной системы была нетипичной: у гонконгского пациента после первого инфицирования в крови не определялись антитела, эквадорец болел повторно с более тяжелыми симптомами — обычно реинфекция протекает намного легче (например, у «гонконгского рецидивиста» во второй раз симптомов не наблюдалось вовсе). Но впадать в панику явно рано: на фоне десятков миллионов переболевших четыре случая — это ничтожно мало. С другой стороны, если иммунитет против SARS-CoV-2 действительно окажется нестойким, со временем число реинфекций будет увеличиваться. Так что пока на всякий случай не стоит расслабляться и переставать соблюдать меры предосторожности, если вы переболели новым коронавирусом и/или у вас обнаружены антитела к SARS-CoV-2. Кроме того, если возможность заболеть повторно через короткое время подтвердится, нужно будет пересматривать политику не только по ограничительным мерам, но и по вакцинированию.

Как часто ошибаются тесты?

Чувствительность и специфичность — два главных параметра, которые определяют ценность теста в качестве диагностического инструмента. Говоря простым языком, именно от них зависит, насколько можно доверять его результатам. Не путаться в терминах отлично помогает мем про беременность, который воспроизведен на рисунке 11.

Рис. 11

Когда тест не находит заболевание у тех, кто болеет, — это низкая чувствительность. Когда находит у того, кто здоров, — низкая специфичность. Эти два параметра обратно связаны друг с другом: как мы уже обсудили выше, увеличивая одно, мы неизбежно занижаем другое. Обычно тесты, используемые для диагностики заболеваний, выкручивают на максимум чувствительности. Потому что мы хотим обнаружить всех носителей, а в случае генетического теста на COVID-19 еще и изолировать их, чтобы прервать как можно больше возможных цепочек заражения.

В тестах на антитела к SARS-CoV-2 разумнее увеличивать специфичность: если тест будет выдавать положительный результат всем, кто недавно болел простудой коронавирусного происхождения, мы будем думать, что в обществе существенно больше перенесших COVID-19, чем на самом деле. Исходя из этих цифр, политики могут решить, что тот самый коллективный иммунитет уже близок, ослабить меры предосторожности и не держать резервных коек в больницах — ведь почти все уже переболели. Отвлекаясь даже от факта, что мы не знаем, гарантирует ли наличие антител к белкам SARS-CoV-2 длительную защиту от повторного заражения, резкое ослабление мер в популяции, где большинство вовсе не встречалось с вирусом, неизбежно даст всплеск заболеваемости.

Чувствительность большинства используемых сейчас тестов на антитела колеблется около цифры 99 %. Разброс по специфичности больше — он составляет в среднем от 90 до почти 100 %. Кажется, что это неплохие показатели, но в действительности все не так радужно. Да, сами по себе эти значения вполне приличные, но для массового скрининга (тотальной проверки), особенно в популяции, где не очень много людей переболело COVID-19, они не так уж хороши. Чтобы понять, как общее число переболевших влияет на пригодность теста, хотя сам он при этом не меняется, рассмотрим конкретный пример.

Представим, что в некоей популяции — пускай это будет Москва — COVID-19 переболели 5 % жителей (для простоты будем считать, что у всех у них теперь есть антитела). Пускай у нас есть тест на антитела с чувствительностью 99 % и специфичностью 98 %. Мы наугад выбрали 1000 человек и собираемся проверить их нашим тестом. Если выборка совершенно случайная, 5 % — то есть 50 человек — имеют антитела к SARS-CoV-2. Так как чувствительность теста не 100 %, а только 99, 1 % из реально переболевших получат ложноотрицательный результат. 1 % от 50 человек — это 0,5 человека. Казалось бы, никакой разницы. Но продолжим наши рассуждения. Специфичность теста 98 %, то есть 2 % из тех, кто не болел COVID-19, получат ложный результат, будто они болели. В нашей тысяче москвичей не болели 95 %, то есть 950 человек. 2 % от 950 — это 19 человек, которым сообщат, что у них есть антитела к коронавирусу, хотя на самом деле их нет. Теперь важный момент: в реальности сотрудники лаборатории не знают, у кого из тех, кто признан переболевшим, реально есть антитела, — это знаем только мы как авторы этой задачки. Но клиницисты могут подсчитать, какова вероятность, что любой из полученных положительных результатов — ложный. Для этого нужно разделить число тех, кто получил положительный результат ошибочно, на общее число положительных результатов. В нашем случае это 19 человек, а всего узнали, что они перенесли коронавирусную инфекцию, 19+49,5=68,5 человека. 19/68,5=0,27, то есть 27 %. Другими словами, больше четверти положительных результатов в реальности являются ложноположительными.

Теперь представим, что в Москве переболело 50 % населения. Тогда, повторив наши рассуждения, мы получим, что лишь чуть меньше 2 % положительных результатов тестов на COVID-19 окажутся неверными. С ростом доли переболевших знаменатель дроби в формуле, по которой мы рассчитываем вероятность ошибки, становится все больше, а значит, результат деления — все меньше. Другими словами, значимость положительного и отрицательного результатов теста (а следовательно, пригодность этого теста для массовых скринингов) зависит от того, насколько широко распространено изучаемое заболевание. Для вас лично из этой абстрактной математической закономерности вытекают два практических следствия. Чем меньше людей реально переболели COVID-19, тем выше вероятность, что ваш положительный результат неверен (ни у кого еще нет антител, а у меня уже есть, наверно, это какая-то ошибка). И наоборот, чем переболевших больше, тем значительнее шанс, что, если вы получили отрицательный результат, он будет ложным (у всех уже есть антитела, а у меня нет, как так, это явно ошибка).

Чтобы оценить диагностическую ценность положительного (PPV, positive predictive value) и отрицательного (NPV, negative predictive value) результата, не проводя вручную все те расчеты, что мы проделали выше, ученые и медики используют специальные формулы, учитывающие чувствительность и специфичность конкретного теста и прикидочную распространенность заболевания (ведь точную мы не знаем, потому что идеальных тестов, которые бы давали нулевую ошибку, не существует). Для наших примеров с 5 % и 50 % процентами переболевших в Москве диагностическая ценность положительного результата теста с чувствительностью 99 % и специфичностью 98 % составляет соответственно 72 % и 98 %. То есть, когда вокруг болеет мало народу, шанс, что человек, который получил положительный результат, действительно перенес COVID-19, составляет примерно 7 из 10. Когда переболел каждый второй, положительный результат — это почти гарантированно истинный «плюс». Диагностическая ценность отрицательного результата составляет при 5 %-ной распространенности 99,9 %, при 50 %-ной — 98,9 %. Если в нашей гипотетической Москве переболеет 80 % жителей, диагностическая ценность отрицательного результата все равно составит уверенные 96 %, а положительного — 99 %.

Еще немного деталей

На самом деле все еще сложнее, и заявленные производителями чувствительность и специфичность серологических тестов могут в реальности быть гораздо ниже, потому что для проверки, истинен или ложен выдаваемый тестом результат, необходимо точно знать, кто болел коронавирусом, а кто нет. С проверкой на специфичность все относительно просто — обычно для этого используют донорскую кровь, сданную несколько лет назад, когда никакого SARS-CoV-2 еще не было. С чувствительностью дела обстоят сложнее. Положительный ответ не обязательно означает, что человек переболел именно COVID-19 — антитела к другим коронавирусам тоже могут цепляться за размещенные в лунке кусочки белков SARS-CoV-2 и давать сигнал. Поэтому просто использовать в качестве положительного контроля людей, у которых COVID-19 был подтвержден РНК-тестом, не получится: во-первых, они вполне могли недавно переболеть еще и коронавирусной простудой, а во-вторых, мы сегодня знаем, что у части выздоровевших от COVID-19 не вырабатывается достаточного количества антител. Так что разработчикам приходится долго и муторно проверять, что выдаваемый их серологическим тестом положительный сигнал не кросс-реактивность к другим коронавирусам. Кроме того, очень желательно иметь клинические данные пациентов, чтобы подкрепить положительный результат теста, например, данными КТ. С генетическим тестом тоже приходится повозиться: для адекватного подтверждения, что положительный ответ действительно говорит о присутствии в образце вирусной РНК, нужно либо выделять вирус — а это требует лаборатории класса BSL-3, либо иметь подробные клинические данные тестируемых добровольцев.

Когда первые несколько тестов появляются на рынке, история становится совсем запутанной. У производителей каждого следующего набора для анализа велик соблазн не заморачиваться всеми этими сложными проверками, а сравнить свой тест с уже имеющимся. Кроме того, в некоторых странах (в том числе в России) таковы требования регистрирующих органов. И если выбранный вариант тест-системы врет — например, ее чувствительность сильно ниже заявленной, то правильно определенные новым тестом инфицированные будут записаны в ложноположительные результаты. Через некоторое время разобраться, какой же тест хороший, а какой нет, становится практически нереально. Именно так произошло в США, и теперь, чтобы разрулить ситуацию, тем же самым регулирующим органам придется в нее активно вмешиваться[337].

Кроме того, любые тесты, разработанные и проверенные в популяциях, где та или иная болезнь распространена широко, при использовании в обществах, где ее меньше, могут давать заниженную чувствительность[338] по причинам, которые мы обсудили в основном тексте этой главы. В идеале тест должен разрабатываться и проверяться там, где его планируется использовать (и «подправляться» по мере того, как распространенность болезни растет или снижается), но это не всегда возможно, так как во многих странах нет достаточного числа специалистов и производственных мощностей.

И что со всем этим делать?

Учитывая все эти сложности, возникает вопрос, как быть правительствам, когда в обществе мало переболевших коронавирусной инфекцией, а чувствительность и специфичность имеющихся тестов не позволяют считать получаемые ответы достоверными. А также — что означает положительный или отрицательный результат лично для меня? Ответы разнятся для генетических и серологических тестов. Первые используются для выявления тех, кто болеет прямо сейчас, поэтому для них простительно быть менее специфичными, но более чувствительными (хотя и не чрезмерно — об этом ниже). Однако по техническим причинам чувствительность РНК-тестов остается намного ниже теоретически возможной. Это происходит не из-за того, что врет реакция ПЦР — она как раз очень чувствительна, — а по причине несовершенства сопутствующих процедур.

Как воспринимать РНК-тесты

РНК — очень капризная молекула и норовит развалиться при любом удобном случае. Если лаборант, который берет мазок, проводит тест или везет образцы в лабораторию, немного нарушит протокол, к моменту, когда он добавит в пробирку реактивы для проведения ОТ-ПЦР, там останутся только ошметки вирусных геномов. Кроме того, не все могут правильно взять мазок из носоглотки — по этой причине сомнительной идеей кажутся домашние РНК-тесты, требующие этой процедуры. В одной из работ авторы определяли вирус в разных типах образцов, и мазок из глотки давал истинно положительный результат лишь в 32 % случаев. Самым точным — 93 % — был анализ жидкости, полученной из легких (бронхоальвеолярный лаваж), но, чтобы ее добыть, необходимо проводить крайне неприятную процедуру под местной анестезией[339]. Для массового применения такой метод очевидно не подходит.

Наконец, критически важно время взятия проб: мы неоднократно упоминали, что при длительном течении болезни вирус спускается в легкие, и мазок из глотки в этом случае часто показывает отрицательный ответ. Как и сразу после заражения. ПЦР-диагностика в принципе дает результаты с хоть насколько-то приличной степенью достоверности лишь в дни вокруг появления симптомов. В первые дни после заражения, пока патоген инфицировал еще не очень много клеток, его легко пропустить. По мере роста числа зараженных клеток концентрация вируса начинает резко увеличиваться — она растет по хорошо знакомой нам экспоненте. В работах, о которых мы говорили раньше, было показано, что человек максимально заразен за день до появления симптомов, то есть концентрация вирусных частиц в верхних дыхательных путях в эти дни максимальна и не заметить SARS-CoV-2 в пиковые дни его размножения в глотке очень сложно.

Плюс-минус 13 тысяч

Несовершенство РНК-тестов стало причиной очередного коронавирусного скандала в феврале 2020 года. Тогда эпидемия развивалась только в Китае, и за один день (13 февраля) число зарегистрированных пациентов с COVID-19 вдруг выросло на 13 тысяч. Склонные к конспирологическому мышлению граждане немедленно заявили, что вот она, правда, а до этого «власти скрывали». В действительности же китайцы в этот день официально изменили методику учета заболевших и стали записывать в заразившиеся всех, у кого наблюдается характерная клиническая картина. До этого для подтверждения диагноза обязательно был необходим результат РНК-тестирования, а оно не только занимало много дней, но еще и часто оказывалось ложноотрицательным.

Описанная выше ситуация с ПЦР-тестами выглядит довольно безрадостно: низкая точность, много ложноотрицательных результатов, бесконечно долгая логистика, нехватка тестов для массовых проверок, высокая цена (ОТ-ПЦР — дорогое удовольствие, так как требует не только приборов и реактивов, но еще и обученного персонала). Складывается впечатление, что генетическое тестирование в принципе непригодно для массового скрининга и быстрого выявления потенциальных носителей, особенно в ситуациях, когда за день в городе обнаруживаются не два десятка, а 10 000 новых носителей, как было, например, на пике в Нью-Йорке. Но для того чтобы школы, сады, университеты, офисы и заводы могли вернуться к полноценной работе, тестирование должно быть именно массовым.

Теоретически можно довести процедуру ПЦР-тестирования до ума, нанять новых лаборантов, как следует переобучить старых и прикомандировать их к большинству крупных учреждений, предварительно закупив туда оборудование, реорганизовать системы забора и анализа образцов, чтобы уменьшить время обработки тестов и так далее. Но подобная стратегия радикально увеличивает финансовую нагрузку на государства, а они сейчас и так не в лучшем экономическом положении.

Парадоксальным образом путь к решению может пролегать ровно в обратном направлении. Не нужно гнаться за сверхточными тестами, которые крайне чувствительны к методологическим огрехам и выдают результат спустя несколько дней из-за сложной логистики. Такие тесты хороши, если наша цель — дать каждому тестируемому достоверный ответ, является ли он прямо сейчас носителем вируса. Но если наша задача — не допускать новых вспышек, такая индивидуальная точность не нужна. Достаточно выявлять бóльшую часть носителей на стадии, когда они активно распространяют вирус и могут заражать других. Для этой цели отлично сгодятся и тесты, которые «видят» РНК, только когда ее много — потому что ее много как раз на стадии активного распространения вируса. Намного важнее точности скорость, с которой тест выдает ответ. Если использовать подслеповатые, но быстрые тесты достаточно часто, скажем раз в несколько дней, мы все равно выявим бóльшую часть максимально заразных носителей. А отследив и изолировав их контакты, мы купируем потенциальную вспышку[340].

Быстрые тесты, основанные не на ОТ-ПЦР в реальном времени, существуют, однако массово не используются — не в последнюю очередь из-за того, что у надзорных органов имеются претензии к их чувствительности[341]. Но в данном случае такая бдительность скорее вредна: в тестах для скрининга и тестах для индивидуальной диагностики важны разные качества, и пытаться использовать одни вместо других как минимум неоправданно, а как максимум вредно.

На раз, два, три

В кино про медицину врачи обычно проводят тесты так: берут у пациента образцы, капают в пробирку с ними загадочную жидкость — и сразу видят результат. В самых реалистичных фильмах пробирку могут поставить в какой-нибудь прибор. Настоящее тестирование на коронавирус такой кинематографичностью не отличается: это долгий и муторный процесс, проходящий в несколько стадий и требующий сложных приборов и квалифицированных лаборантов. Точнее, именно так выглядит золотой стандарт — ОТ-ПЦР в реальном времени. Но киношные тесты на SARS-CoV-2 тоже есть. Например, компания Abbott разработала тест-систему на основе так называемой реакции петлевой изотермической амплификации (LAMP — loop-mediated isothermal amplification) с обратной транскрипцией. Она позволяет проводить все необходимые этапы в той же пробирке, куда поместили образцы. ОТ-ПЦР в реальном времени требует переноса растворов из одной пробирки в другую, а это, во-первых, фактор риска неправильного результата, а во-вторых, такие протоколы может выполнять только обученный специалист. Коротко смысл реакции в том, что, благодаря хитрому подбору праймеров, на первых циклах реакции к целевому «умножаемому» фрагменту ДНК приделываются дополнительные краевые кусочки, которые сворачиваются в петли. ДНК-полимераза садится на эти петли и копирует содержащийся между ними фрагмент, а так как копия тоже содержит самосворачивающиеся концевые надстройки, процесс идет до тех пор, пока в пробирке есть нуклеотиды для синтеза новых цепей. Довольно быстро в пробирке накапливается большое количество размноженных кусочков, которые можно увидеть, например, при помощи специального красителя, присоединяющегося к нитям ДНК.

Другой вариант быстрого теста — на антигены коронавируса — больше всего похож на тест для определения беременности. Он представляет собой полоску, на которую нанесены две дорожки — из антител к белкам коронавируса и антител к этим антителам. Кроме того, на край самой полоски тоже нанесены антитела к этим белкам, но они узнают другой фрагмент антигена (белка). На полоску капают разведенный в условном физрастворе соскоб или слюну и ждут, пока капиллярные силы подтянут жидкость к дорожкам. Если в образце есть достаточное количество вирусных частиц, антитела на краю полоски уцепятся за целевой белок и «приедут» к первой дорожке. Содержащиеся в ней антитела тоже узнают вирусный антиген и схватят его. При этом два типа антител окажутся физически близко друг к другу. На «первых» и «вторых» антителах закреплены особые молекулы, которые, соединившись друг с другой, дадут цветовой сигнал. Вторая дорожка содержит антитела к первым антителам и «половинку» вещества-красителя. Если в образце нет вирусных частиц, первые антитела дадут окрашивание только второй дорожки. Если же вирус есть, то окрасятся обе полоски{56}.

Оба типа быстрых тест-систем позволяют получить ответ, есть ли в образце вирусная РНК или белки, за минуты. Однако у таких тестов высок процент ошибок из-за недостаточно высокой чувствительности — соответственно, лишь единицы из них одобрены для массового применения. Но, как мы обсуждаем в основном тексте, при грамотном применении быстрых тестов сверхточность и не требуется.

Что касается индивидуальных решений, то наиболее ответственным поведением в условиях, когда тесты с высокой вероятностью могут выдать неверный результат, будет считать отрицательный ответ возможно ошибочным, а положительный — истинным. И если у вас «плюс» — не нужно ехать пересдавать тест и ходить в гости к бабушке, нужно сидеть дома, а через две-три недели сдать тест на антитела (для верности). Если делать тест «просто из интереса», в случае отрицательного ответа продолжайте соблюдать меры предосторожности (носить маску, соблюдать дистанцию). Если же вы озаботились тестом, потому что тесно контактировали с кем-то, кто позже заболел, лучше на всякий случай посидеть дома, а если это невозможно, то максимально соблюдать все меры предосторожности положенные две недели. Иными словами, если имеются подозрения, что вы можете быть носителем вируса, лучше перестраховаться.

Как воспринимать тесты на антитела

С серологическими тестами ситуация иная. Они выявляют не активных носителей вируса, а главным образом тех, кто уже переболел, особенно если мы говорим об иммуноглобулинах типа G. И так как мы пока не знаем, гарантируют ли антитела длительную защиту от повторного заражения, каков бы ни был результат теста, человек не должен менять свое поведение и переставать соблюдать меры предосторожности. В целом логично руководствоваться соображениями, которые мы обсудили в первой части этой главы: если заболевших в популяции мало, то, скорее всего, вы тоже пока не переболели. И отрицательный результат теста на антитела, вероятнее всего, достоверен, а вот положительный — повод сделать его еще раз{57}, причем лучше использовать не тот же самый, а разработанный другим производителем. Потому что неспецифичность теста часто связана с кросс-реактивностью к белкам других коронавирусов{58}. В тесте другой фирмы в качестве антигенов может использоваться иной набор пептидных фрагментов, на которые ваши антитела к обычным коронавирусам не среагируют.

Для правительств ситуация сложнее. Результаты тестирования на антитела необходимы чиновникам, чтобы принимать решения, можно ли ослаблять ограничительные меры, и если да, то насколько. Но пока вирусом переболело мало народу, достоверность результатов серологических анализов низка (низка их диагностическая ценность). Особенно в том случае, если граждане сдают тесты исключительно на добровольной основе. Увы, но без принуждения выборка тех, кто проверил свой серологический ковид-статус, всегда будет смещенной: с большей вероятностью в лабораторию или поликлинику пойдут те, кто подозревает, что контактировал с инфицированными. А значит, итоговый результат окажется завышенным по отношению к популяции в целом. Кроме того, внутри любого государства заболевание распределено неравномерно: в регионах, где были массовые вспышки, переболело много людей, при этом в другие части страны, особенно малонаселенные, вирус мог и не добраться.

Поэтому бодрые заявления чиновников «По результатам добровольного серологического тестирования в стране Х переболело 15 % населения» стоит воспринимать критически. Это аппроксимация, причем довольно грубая и некорректная. И если для мест вроде Бергамо или Нью-Йорка, где весной и летом была настоящая ковид-катастрофа, подобные оценки хоть как-то близки к истине, то для городов и поселков, где все проходило относительно спокойно, они совсем не отражают реальность. Впрочем, в том же Нью-Йорке относительное количество переболевших в бедном Бронксе летом было в три раза больше, чем в зажиточным Манхэттене[342].

Самым правильным с точки зрения статистики решением будет подождать, пока побольше народу заразится COVID-19. Когда доля болеющих и переболевших вырастет, возрастет и диагностическая ценность результатов тестирования. Но это решение напоминает ответ математика из анекдота про людей на воздушном шаре — оно абсолютно точно и совершенно бесполезно{59}. Меры по сдерживанию эпидемии нужно принимать до того, как она закончится сама собой или распространится настолько, что порушит всю систему здравоохранения. Возможных решений, как же собрать адекватную статистику, может быть несколько. Например, можно анализировать большое количество образцов крови, полученных не напрямую от пациентов, а из банков крови — этим обеспечивается бóльшая рандомизация, так как доноры сдают кровь независимо от озабоченности своим ковид-статусом. Однако такое решение не подходит для стран, где плохо развита система сдачи донорской крови, и для государств, вводивших жесткие карантины, во время которых банки крови не пополнялись.

Еще вариант — прицельно тестировать семьи, а точнее, людей, живущих вместе (в английском языке для их обозначения используется термин household, то есть «домохозяйство»). Так как все члены семьи близко контактируют друг с другом, можно предположить, что их ковид-статус будет одинаковым. А значит, если серологические тесты, скажем, папы, мамы и двоих детей оказываются положительными, вероятность, что все они достоверны, многократно повышается (математически это выражается в перемножении вероятностей ошибочного ответа; так как все они меньше единицы, итоговый результат оказывается очень маленьким). Недостаток такой стратегии — четыре результата придется записать как один, а значит, для получения репрезентативной статистики нужно обследовать в четыре раза больше народу. Еще одна сложность: некоторые люди по не до конца ясным причинам не заболевают COVID-19 даже при близком контакте с носителем. Иными словами, если результат папы, мамы и сына окажется положительным, а дочери — отрицательным, придется тестировать всех еще раз (причем желательно при помощи другого теста), чтобы выяснить, кроется ли причина разных результатов в особенностях иммунитета дочери или в ошибке теста.

Третья стратегия — обязательное тестирование, причем не равномерное, а сгруппированное по районам, так, чтобы набранные добровольцы представляли собой достоверную выборку для конкретного места. Причем идеально проводить нарезку регионов не формально, а учитывая реальную кластеризацию, не важно, географическую или имущественную. Условно, если граница района или округа пролегает посередине жилого массива, так, что разницы в условиях жизни справа и слева от границы нет, жителей двух этих округов следует считать вместе. С другой стороны, в рамках одного и того же округа могут выделяться существенно различные по уровню и условиям жизни районы. Например, ортодоксальные еврейские общины в Израиле мало похожи на соседние светские районы, а в Москве образ жизни радикально меняется от центра к окраинам. Такой метод позволяет выявить наиболее затронутые эпидемией регионы, а при регулярном тестировании еще и отследить динамику распространения вируса. Но в демократических странах не существует законного способа заставить людей сдавать кровь, так что приходится рассчитывать на сознательность, а она далеко не всегда так высока, как хотелось бы.

Хорошая новость в том, что постепенно тесты становятся лучше (если, конечно, государства не ограничивают конкуренцию, закупая какой-нибудь один вариант для массового тестирования и не давая таким образом развиться конкурентам). Первые наборы, которые появились на рынке в начале весны, часто работали плохо, а доля неправильных результатов достигала 70, а то и 95 %(!)[343]. В основном это были китайские тесты неизвестных производителей, но в условиях, когда во многих странах Европы число заболевших росло по экспоненте, у правительств не было особого выбора и они закупали сомнительные тесты десятками тысяч. Нередко после проверок приходилось все их выбрасывать, как, например, Испании, которая в марте выяснила, что 58 000 закупленных в Китае тестов дают правильный ответ с точностью 30 %[344]. К лету 2020 года развитые страны более или менее наладили выпуск собственных наборов, да и в целом их качество выросло.

Но как бы то ни было, регулярное и массовое тестирование, как генетическое, так и серологическое, — необходимый инструмент для сдерживания эпидемии и принятия адекватных управленческих решений. РНК-тесты нужны, чтобы вовремя выявлять и изолировать носителей вируса, не допуская развития новых вспышек, а тесты на антитела помогают понять, насколько успешными были меры по сдерживанию болезни и стоит ли их продлевать или ослаблять. Кроме того, результаты серологических исследований позволяют уточнить, каковы на самом деле летальность SARS-CoV-2 — отношение числа умерших к числу заразившихся — и доля тяжелых больных{60}. И разумеется, без статистики по переболевшим невозможно делать адекватные прогнозы, как будет развиваться эпидемия и когда все это безобразие закончится.

Глава 11. Правда ли нужен карантин и как вообще можно бороться с эпидемиями

В еще одном неплохом фильме про вирусы «Эпидемия» (я про тот, что был снят в 1995 году) власти закрывают городок Седар-Крик, где начал распространяться опасный патоген, на карантин. Въезд и выезд охраняют военные, повсюду натянута колючая проволока, расставлены армейские палатки, в госпиталях десятками умирают люди, на улицах складывают мешки с трупами. В благословенные 90-е все это смотрелось жутковато, но при этом очень «по-киношному»: мало кто из зрителей думал, что может столкнуться с подобным в реальности. Однако в 2020 году жители многих стран, в том числе весьма благополучных, неожиданно оказались в фильме про эпидемию. И выяснилось, что настоящий карантин довольно сильно похож на тот, что показывают на экране, по крайней мере тягостным ощущением чего-то очень нехорошего, которое никак не заканчивается и в дальнейшем обещает только ухудшиться. К тому же оказалось, что сидеть на карантине крайне неудобно в бытовом плане. Ко всему прочему, тысячи людей остались без работы или по крайней мере очень сильно потеряли в деньгах. Глобальные итоги пандемии еще только предстоит подвести (хотя бы потому, что она пока не закончилась), но, по оценкам Всемирного банка, экономики развитых стран просядут минимум на 7 %[345].

Первым закрылся город Ухань, откуда, собственно, и началась эпидемия. Наученные опытом SARS, MERS и высоколетальных гриппов китайцы де-факто изолировали 15-миллионный мегаполис от внешнего мира уже 23 января. Правда, незадолго до этого, во время каникул на китайский Новый год из Уханя уехали около 5 млн человек, а почувствовав, что город вот-вот закроют, многие решили не возвращаться. Такие добровольно эвакуировавшиеся граждане разнесли вирус в другие части Китая. Особенно пострадали города и поселки в провинции Хубэй, столицей которой является Ухань. Ее тоже закрыли на карантин 29 января. Тем не менее изоляция основного очага оказалось эффективной мерой: ни в одном другом городе число заболевших и близко не добралось до уханьских цифр. По состоянию на июль 2020 года в Хубэе зарегистрировано в общей сложности 65 000 заболевших, а в следующей по пораженности вирусом провинции Гуаньдун — 1645.

Остальной мир с некоторой тревогой наблюдал за китайскими событиями. Новостные каналы показывали пустые улицы Уханя и работников непонятных зловещих служб в белых скафандрах, заваривающих двери подъездов, в TikTok и WatsApp гуляли видео с людьми, падающими на землю и бьющимися в судорогах среди разложенных по тротуарам мешков с покойниками. Все они были фейковыми, но в тот момент было сложно понять, какая информация из Китая правдива, а какая нет. Начиная с 20 января китайские государственные СМИ сообщали, что вирус однозначно передается от человека к человеку, однако ВОЗ по итогам миссии в Китай 22 числа выпустила осторожное заявление, что хотя это и возможно, но нужны дополнительные исследования[346]. Но уже 29 января на сайте авторитетного научного журнала The New England Journal of Medicine вышла статья, авторы которой проанализировали 425 случаев заражения новым вирусом в Китае и пришли к выводу, что он передается именно между людьми, а не только перепрыгивает от летучих мышей или панголинов[347]. Кроме того, становилось понятно, что «уханьская» болезнь совсем не безобидна: 31 января, спустя месяц после официального сообщения о эпидемии, скончалось 213 человек.

Первый случай новой коронавирусной инфекции за пределами Китая был зарегистрирован уже 13 января в Таиланде. За ним через несколько дней последовали Южная Корея, Тайвань, Гонконг и 21 января — США. Патоген вырвался из Юго-Восточной Азии и начал быстро распространяться по миру: 30 января было зарегистрировано 82 случая инфицирования в 18 странах за пределами Китая. И часть из них явно имели признаки передачи от человека к человеку, так как заболевшие не контактировали с животными, которые могли бы заразить их коронавирусом, и даже не были в Китае. Государства одно за одним закрывали границы с КНР (впрочем, не все и не полностью — например, в Россию еще долго после закрытия ежедневно прибывали рейсы из четырех крупных китайских городов), надеясь, что дело ограничится несколькими завозными случаями. Но было поздно: сегодня мы знаем, что во многих европейских странах вирус распространялся не только от туристов из Азии, но и между жителями, которые никуда не выезжали (по-английски это называется community spreading, то есть распространение в обществе), уже в январе, за много дней до выявленных первых случаев[348]. Но даже по запаздывающей официальной статистике, 26 февраля SARS-CoV-2 был зарегистрирован на всех континентах, кроме Антарктиды. Число погибших приближалось к 3000 (могли ли представить те, кто ужасался этим данным, что в июле от COVID-19 будут умирать по 5000 человек в день, причем даже не по всему миру, а только в Соединенных Штатах).

Коронавирус с космической скоростью расползался по миру. Число зараженных росло по экспоненте — точь-в-точь как на картинках из учебника по эпидемиологии. Девятого марта количество заболевших в Италии превысило 9000, 463 человека скончались. Ежедневно в стране регистрировали больше тысячи новых случаев, и власти объявили в стране глобальный карантин, он же локдаун. Жителям было предписано сидеть дома, выходить на улицу лишь по неотложным причинам, которые требовалось подтверждать документально. Одиннадцатого марта Всемирная организация здравоохранения официально объявила, что распространение нового заболевания достигло стадии пандемии. Сообщая пренеприятное известие, глава ВОЗ Тедрос Аданом Гебреисус уточнил: «Никогда раньше мы не сталкивались с пандемией, вызванной коронавирусом. И никогда не сталкивались с пандемией, которую в то же время можно контролировать. […] Из 118 000 случаев заражения коронавирусом, зафиксированных в 114 странах, более 90 % — только в четырех странах, а в двух из них — Китае и Южной Корее — значительно снизилось число заболевших»[349]. В Китае и Южной Корее эпидемия действительно пошла на спад, но события последующих месяцев показали, что насчет способности контролировать распространение вируса Гебреисус здорово ошибался.

Да и в целом выступление ВОЗ выглядело как констатация очевидного — и отчасти так оно и было. С другой стороны, придание коронавирусной инфекции официального пандемического статуса в некотором смысле развязывало руки политикам. Одно дело объявлять своим гражданам о введении непопулярных мер, когда мы говорим об отдельных вспышках непонятной болезни где-то в далекой Азии и редких случаях в других регионах, и совсем другое — когда мир столкнулся с чудовищной угрозой всамделишной пандемии. И очень скоро это оправдание понадобилось политикам не только в Италии: европейские страны одна за одной закрывали школы, университеты, рестораны и магазины, отменяли концерты и карнавалы, прекращали полеты в другие страны и в целом возвращали недавно отмененные границы. Одновременно вирус начали регистрировать в разных штатах Америки, но Дональд Трамп отказывался признавать ситуацию в стране опасной. Более того, в своей речи 11 марта он обвинил европейские страны в слишком медленной реакции на распространение инфекции и на 30 дней отменил полеты в Европу. Обращаясь к «абсолютному большинству американцев», президент уверил, что «риск очень-очень низкий». Впрочем, он выделил CDC и другим государственным агентствам, занимающимся здравоохранением, дополнительные 8,3 млрд долларов[350], а еще через несколько дней объявил чрезвычайную ситуацию[351]. Но так как США — настоящая федерация, разные штаты потихоньку начали вводить (или не вводить) те или иные ограничения, ориентируясь на эпидемиологическую ситуацию и собственные взгляды. Например, в традиционно республиканских южных штатах меры сдерживания начали всерьез применяться только в конце июня, когда число выявленных заболевших перевалило далеко за 100 000.

Весь март и начало апреля большинство развитых стран и некоторые развивающиеся — всего около трети мировой популяции — жили в режиме полных или частичных ограничений. Количество новых заболевших увеличивалось настолько быстро, что власти отменили Уимблдон, Олимпиаду в Токио и сотни других мероприятий, намеченных на середину 2020 года. В Италии и Испании число заболевших и умерших выросло до ужасающих цифр — и пошло на спад. В Китае много дней не регистрировалось новых «внутренних» случаев. Количество безработных било рекорды: только в США на бирже труда зарегистрировалось больше 10 млн человек. Коронавирус начал распространяться по Африке, а Северная Америка и Бразилия прочно заняли первые места в таблице стран с максимальным приростом новых больных и умерших. Но глобально в ходе эпидемии обозначился перелом: в Юго-Восточной Азии и, например, Новой Зеландии болезнь извели практически полностью, в Европе во всех странах количество случаев уверенно уменьшалось. Правительства все чаще говорили о скором выходе из режима ограничений — и действительно в мае большинство государств, которые смогли взять распространение вируса под контроль, начали ослаблять карантинные меры.

Сначала ничего не происходило, но в июне то тут, то там стали вновь возникать локальные вспышки. В некоторых странах, успешно поборовших COVID-19, эти вспышки сложились в полноценную вторую волну, которая по мощности перекрыла первую. В Израиле, например, на пике в апреле ежедневно регистрировалось около 700 новых случаев, а на сентябрьском максимуме — уже 5000 (хотя в сентябре тестировали больше, чем в апреле, процент выявленных случаев от количества проведенных тестов гораздо выше апрельского). Румыния прошла первую волну с пиком в 500 заболевших в день, а вторая уже летом перевалила за 1300 человек. В Марокко в марте на максимуме было меньше трех сотен новых заболевших в день, в середине августа — почти 1800. Полноценный второй пик сформировался в Чехии, но до первого не дорос и был сбит до относительно приличных 135 человек в день. Вторая волна перекрыла первую в Австралии (500 в день в марте против 700 в день в июле). В Испании в августе вновь ежедневно регистрировали по 3500–4000 заболевших с рекордом больше чем в 7000 — на пике первой волны в марте было 10 800. Несмотря на то что многие все же уехали в отпуска, а школы, сады и университеты были на каникулах, в огромном количестве стран, где удалось справиться с первым эпизодом эпидемии, в той или иной степени сформировались новые волны. И у любого, кто рассматривает графики прироста числа вновь заболевших, возникает логичный вопрос: нужны ли были карантины и как вообще можно бороться с эпидемиями, учитывая, что нынешняя, скорее всего, не последняя.

В чем проблема с нынешней эпидемией

Карантины использовались для борьбы с эпидемиями с незапамятных времен. Собственно, в эти самые незапамятные времена никаких других способов сдержать распространение патогена не было: антибиотики появились только в середине XX века, а эффективные противовирусные и сейчас можно по пальцам пересчитать. Закрывая город, где свирепствовали холера или оспа, средневековые правители прерывали возможные цепочки заражения, не давая паразиту выйти за пределы очага. Помочь людям внутри города тогдашняя медицина не могла, поэтому многие, разумеется, стремились уехать — вспомним «Декамерон» Боккаччо, герои которого рассказывают свои истории, спасаясь на загородной вилле от чумы 1348 года во Флоренции. Тем не менее большинство потенциально зараженных оставались в пределах карантинной зоны, и, хотя вирусы и бактерии все равно распространялись по планете, это происходило не очень быстро.

В XXI веке ситуация радикально изменилась. Мир вдруг стал маленьким и связным: из любой точки планеты можно попасть в любую другую за несколько часов, максимум за пару дней, если между рейсами длинные пересадки. Более того, эта связность стала обязательной чертой современного мира: экономики всех стран зависят от множества торговых и не только взаимоотношений друг с другом, и длительное разъединение государств приведет к куда более тяжелым последствиям, чем в XIV веке. То есть массовый голод, конечно, не начнется но уровень жизни просядет значительно, а люди нынче куда более чувствительны к этому, чем во времена Боккаччо. При низком уровне жизни высок риск социальных волнений, а это уже угроза существующему политическому устройству. По крайней мере, именно так думают политики, поэтому ограничения вводились с большим запозданием. Многие страны до последнего делали вид, что у них все под контролем, чтобы у других государств было меньше поводов перекрыть с ними авиасообщение. Например, у нас до сих пор есть сомнения в том, насколько достоверными были в первой половине января цифры из Китая. В результате потенциально зараженные продолжали перемещаться по миру и очень быстро организовали пандемию.

Окно в Европу

По умолчанию считалось, что в Россию вирус попал из Китая: мол, у нас самая протяженная сухопутная граница с КНР, да и вообще тесные исторические связи, «русский с китайцем братья навек» и прочее и прочее. Но в июле российские биоинформатики проанализировали мутации в геномах двух сотен коронавирусов, выделенных из российских же заболевших, и оказалось, что все успешные заносы SARS-CoV-2 произошли не из КНР, а из Европы[352]. Под «успехом» в данном случае подразумеваются заносы, которые породили собственные внутрироссийские цепочки заражений и, более того, дали отдельные «подсемейства» коронавирусов (клады), которые немного отличаются от остальных. В некоторых случаях ученым удалось проследить родословную завезенных вирусов вплоть до отцов-основателей. Например, в Чечне распространился вирус, который ее житель привез из Мекки, куда ездил совершать хадж. Этот вариант SARS-CoV-2 входит в одну группу с вирусами, гуляющими по Саудовской Аравии. Менеджеры Якутской топливно-энергетической компании слетали на встречу в Швейцарию — и теперь по Якутии бродит коронавирус, кластеризующийся со своими швейцарскими родственниками. Кроме того, авторы выяснили, что коронавирус попал в Россию достаточно поздно, не раньше конца февраля — начала марта. Соответственно, популярное убеждение «я переболел COVID-19 еще в январе» не более чем попытка выдать желаемое за действительное.

Прежде чем обсуждать, почему не очень страшный, в общем-то, вирус вдруг стал такой большой проблемой, имеет смысл понять, что в практическом смысле означает термин «пандемия». Четкого определения у него не существует. ВОЗ использует довольно расплывчатые формулировки, например «эпидемия, происходящая по всему миру или на очень значительной территории, поражающая множество стран и затрагивающая большое количество людей» (an epidemic occurring worldwide, or over a very wide area, crossing international boundaries and usually affecting a large number of people) — и это еще самая конкретная. Под такое определение подходят и атипичная пневмония, и обычный сезонный грипп (500 000 смертей в год по всей планете). Однако же на сегодня в мире всего две действующие пандемии: коронавирус и ВИЧ. Чем остальные массовые болезни не угодили медикам?

Для признания вспышек или даже эпидемий, развивающихся в нескольких странах, пандемией необходимо, чтобы в новых местах прописки инфекции она была бы самоподдерживающейся, то есть распространялась без подпитки из первоисточника. Если бы все случаи COVID-19 вне КНР регистрировались только у тех, кто недавно вернулся из Китая или плотно общался с такими людьми, — это была бы не пандемия. А вот когда инфекция бодро распространяется между людьми, которые в Китай не ездили, уже можно использовать этот термин. Первые случаи заражения в новых местах всегда так или иначе связаны с приезжими, но если затем вирус-иммигрант ассимилируется и начинает жить своей жизнью — это пандемия. Как Коза ностра: пока ее деятельность в США завязана на Сицилию и свежие гангстеры приезжают исключительно оттуда, все не так страшно. Но когда дон Корлеоне начинает привлекать новых членов семьи прямо в Штатах — вот тогда итальянская мафия становится настоящей проблемой.

Условие самостоятельного распространения за пределами изначального очага крайне важно. Если оно выполняется, контролировать болезнь при помощи карантина уже очень трудно — собственно, что мы и видим в истории с COVID-19. Закрыть пол-Китая сложно, но можно. Посадить в самоизоляцию полмира — задача почти нереальная, по крайней мере если мы хотим сделать это надолго. Грубо говоря, при пандемии каждая новая локация становится отдельным очагом с экспоненциальным ростом числа заболевших. Для многих куда более смертельных заболеваний, которые тоже вырвались за границы региона, где появились, например для атипичной пневмонии SARS, экспоненциального роста в других местах не наблюдалось, только отдельные случаи или совсем короткие цепочки передачи. Поэтому SARS с летальностью 10 % не пандемия, а COVID-19, у которого этот показатель не превышает 3 %, — она.

И тут мы подходим к главному. Если в случае локальных вспышек задача систем здравоохранения — сдержать их, не дав расползтись по миру, в случае пандемии эта миссия априори провалена. Болезнь распространилась и пустила метастазы, сдержать или предотвратить что-то уже не получится. Главное на такой стадии — постепенно задавливать все вторичные эпидемии и минимизировать вред от распространяющейся заразы. В ситуациях, когда во вторичных очагах пошел экспоненциальный рост с большими цифрами, вторая задача становится приоритетной. Хотя большинство заразившихся COVID-19 перенесут ее как обычную простуду, примерно 20 % может понадобиться врачебная помощь (на самом деле, учитывая большой процент бессимптомных, гораздо меньшему количеству), а из них изрядная часть попадет в реанимацию — хотя в марте, когда эпидемии в разных странах были на пике, а внятных протоколов ведения больных не было, эта доля была существенно выше, чем в июле. Опять же, само по себе это не очень много, но, когда число новых случаев нарастает стремительно, 20 % от инфицированных начинают исчисляться десятками тысяч, а счет редким больным, которым необходимо место в палате интенсивной терапии, идет на тысячи. Ни в одной стране мира нет такого количества коек в больницах — и, что важнее, нет такого количества врачей, которые могли бы лечить лежащих на этих койках. Чтобы не допустить коллапса систем здравоохранения, необходимо попытаться как можно сильнее растянуть пик прироста новых инфицированных, чтобы тяжелые и критические пациенты, заболевшие раньше, успели выздороветь (или умереть) и освободили койки.

Стратегию растягивания пика по-английски называют flattening the curve, то есть «сглаживание кривой», и наглядно она представлена на графике на рисунке 12. На нем видно, что за время, выигранное благодаря сдерживающим мерам, государства успевают нарастить мощность систем здравоохранения. Если кривую прироста числа заболевших не сглаживать, большое число инфицированных оказываются в больницах одновременно — и никаких ресурсов здравоохранения на них не хватит. Что происходит, когда этот предсказанный математикой сценарий реализуется в жизни, весь мир наблюдал на примере Италии, где врачи выбирали, кого из пациентов интубировать и дать шанс на выживание, а кому отказать и обречь тем самым на мучительную смерть{61}.

Главным орудием, благодаря которому властям почти всех стран удалось сгладить кривую и даже временно остановить развитие эпидемии, как раз и был карантин. Однако его жесткость очень сильно варьировала. В Италии, например, он был максимально суровым, жители не могли выходить из дома, не работало почти ничего, кроме экстренных служб. Граждане других государств, где запреты были не столь глобальными, смотрели видеоролики с итальянцами, поющими по вечерам на балконах, с ужасом, но и некоторой радостью — мол, у нас не так. Впрочем, в самой Италии против радикальных мер никто особенно не возражал: когда на улицах стоят холодильники с телами погибших, особой мотивации ругать правительство за чрезмерные ограничения нет. В странах, где ситуация развивалась не столь драматично, протестующих было больше: пока среди близких знакомых никто от коронавируса не погиб, в него предпочитают не верить и ругают власти за ненужные ограничения

Рис. 12. Если государства не применяют меры сдерживания, количество инфицированных растет очень быстро — в том числе количество пациентов, которым необходим уход в стационаре в общих палатах и палатах интенсивной терапии. Больничные койки стремительно заполняются, и новых больных становится некуда класть — не говоря уже о том, что «заканчиваются» врачи, которые должны лечить этих людей. Результат — рост числа смертей, причем не только среди заразившихся эпидемическим заболеванием: люди с другими патологиями также не могут получить необходимую помощь из-за коллапса систем здравоохранения. Когда сдерживающие меры используются, количество инфицированных увеличивается относительно медленно. В результате обеспечивается оборот коек — то есть к моменту поступления новых пациентов старые успевают выздороветь (или умереть) и освободить койки. Кроме того, за выигранное благодаря мерам время государства могут нарастить мощность систем здравоохранения, например развернув новые больницы и подтянув кадровые резервы медперсонала

Потому что карантин — это неудобно, а раз катастрофы не случилось, значит, меры были избыточными. Так рассуждает большинство. Это характерный баг нашего мышления: мы гораздо больше боимся сделать что-то, чем не сделать. Психологи называют такое когнитивное искажение недооценкой бездействия (omission bias)[353], и на самом деле это не баг, а эволюционная норма, возникшая и закрепившаяся за миллионы лет выживания в мире, где решения приходится принимать в условиях отсутствия полной информации. Просчитать последствия того, что могло бы произойти, но не произошло, бывает сложно даже экономистам, что уж говорить об обычных гражданах.

Помимо сглаживания кривой, карантины, как уже было сказано, должны были затормозить распространение эпидемии. Для оценки того, насколько хорошо это удается, в эпидемиологии используют так называемое эффективное репродуктивное число Reff. Оно показывает, сколько людей в конкретной популяции в среднем заражает один носитель, и измеряется от 0 до (теоретически) бесконечности. Если Reff больше единицы, то есть один носитель передает вирус более чем одному человеку, эпидемия распространяется. Если Reff меньше единицы, эпидемия угасает. Динамика эпидемии для двух разных Reff показана на рисунке 13.

Рис. 13. Когда Reff заболевания равен единице, каждый инфицированный в среднем заражает одного человека. Когда Reff меньше единицы, те, кто подхватил патоген, заражают меньше одного человека, и общее количество инфицированных со временем уменьшается. Если Reff больше единицы, заразившиеся инфицируют в среднем больше одного человека, и число новых случаев заражения увеличивается

Нереализованный потенциал

Важно не путать эффективное репродуктивное число Reff с базовым репродуктивным числом R_0. R_0 — это среднее количество людей, которых заражает один носитель в наивной популяции, то есть популяции, граждане которой вообще не имеют иммунитета к данному заболеванию и не принимают никаких мер, чтобы от него защититься. Reff — среднее количество людей, которых заражает один носитель в популяции, где есть как неиммунные и беспечные граждане, так и те, кто так или иначе защищен от заражения. В отличие от Reff, базовое репродуктивное число для каждой инфекции постоянно. Например, для сезонного гриппа R_0 составляет около 1,5, для кори — 12–18, для свинки — 11–14{62}. Используя сдерживающие меры, можно сделать так, что даже болезни с большим R_0 перестанут распространяться. То есть их базовое репродуктивное число останется неизменным, а Reff упадет. Этого можно добиться разными путями, самый эффективный из которых — массовая вакцинация. Если у большей части людей в популяции будет иммунитет к вирусу, патоген не сможет ни на кого перескочить, даже если он не будет физически истреблен, как, например, вирус оспы. Той же корью до появления прививки практически обязательно болел каждый ребенок (и около 2,6 млн детей ежегодно умирало от нее[354]); после того как появилась вакцина, отмечаются лишь локальные вспышки среди непривитых. Когда вирус извели карантином, не дав возникающим цепочкам заражения развиться, но иммунитет к нему есть лишь у малого процента, повторные вспышки более чем вероятны. Особенно если в обществе резко снимаются все ограничения.

Точной оценки, каково R_0 для новой коронавирусной инфекции, пока нет, но большинство исследователей сходятся на том, что оно лежит в диапазоне от 2 до 2,5. Для сравнения: R_0 знаменитой «испанки» оценивают от 2,2 до 2,9. Учитывая, что изначально у людей не было иммунитета к уханьскому коронавирусу, Reff было равно R_0. Иными словами, COVID-19 довольно-таки заразное заболевание. Вводя карантины и всевозможные ограничительные меры вроде обязательного ношения масок в людных местах, государства пытались сбить Reff ниже единицы. Длительное — обычно дольше 10 дней — застывание Reff на этом значении было критерием отмены карантина и ослабления прочих ограничений.

Сбивать Reff можно двумя путями. Первый — ввести сверхжесткий карантин и быстро загасить динамику распространения вируса до Reff<1. Второй путь — не столь жестко замораживать социальную жизнь, но держать ограничения достаточно долго, чтобы Reff опустилось ниже единицы. И тут возникает вопрос, до каких значений сбивать Reff. Достаточно ли, скажем, 0,8 или лучше подстраховаться и добиться уверенного плато на 0,3? Очевидно, что жесткий карантин и меньшие значения Reff надежнее в смысле быстрого избавления от вируса, но такая стратегия заодно очень эффективно убивает экономику (и грозит быстрым откатом после снятия ограничений). Как показал пример Латинской Америки, когда значительной части жителей страны в буквальном смысле нечего есть, они не будут соблюдать карантин, каким бы номинально строгим он ни был. В бедных странах, где у жителей нет накоплений (или они закончились из-за длительного локдауна), люди вынуждены выходить из дома, чтобы заработать на еду. Идея, что все прекрасно могут работать в хоум-офисе, иллюзорна: подобная роскошь есть только у «белых воротничков» и творческой интеллигенции, а рабочие на заводах, водители, фермеры, продавцы, врачи, сотрудники скотобоен и так далее должны физически ходить на работу. Поэтому так важно не перейти тонкую грань, когда погоня за минимизацией нагрузки на здравоохранение в итоге убьет больше людей из-за краха экономики.

Непопулярная психология

У жесткого карантина есть еще одно неочевидное следствие: быстро сократив число носителей вируса до незначительного уровня, государства теряют мотивацию развивать системы тестирования и отслеживания контактных. Разумеется, можно рассуждать, что их можно создавать превентивно, но это, увы, лишь стремление выдавать желаемое за действительное. Как мы знаем, даже эпидемии SARS и MERS с их устрашающей летальностью оказались недостаточным стимулом для разработки и внедрения схем отслеживания новых заболевших — и это стоило человечеству десятков тысяч жизней в нынешнюю эпидемию. Есть и еще одна причина, почему в обществах, где почти никто не переболел, сохраняется опасность внезапного и резкого роста числа заболевших. Как мы подробно обсудим в следующей главе, в современном мире большинство популяций высокогетерогенны, то есть разные категории людей рискуют заразиться вирусом в разной степени. И чем быстрее переболеют наиболее подверженные заражению (не тяжелому течению, а именно заражению!) группы, тем быстрее затормозится эпидемия. Безусловно, в идеале хорошо бы, чтобы они не заразились, а получили безопасный иммунитет путем вакцинирования или хотя бы были защищены вакциной от тяжелого течения. Но в реальности, как мы видим, создание вакцины требует гораздо больше времени, чем необходимо для реализации такого сценария.

Одну из немногих формальных попыток просчитать, как долго нужно держать введенный карантин, чтобы, с одной стороны, максимально затормозить распространение вируса, а с другой — минимально навредить экономике, предприняли немецкие исследователи из Института экономических исследований имени Лейбница (ifo) и Центра имени Гельмгольца по исследованию инфекционных заболеваний (HZI). Оценив потери различных отраслей бизнеса от локдауна в Германии и проследив динамику падения Reff в режиме ограничений, ученые экстраполировали эти значения на много месяцев вперед. Изменяя в построенной модели параметры ограничений, они смогли сравнить, как продление карантина скажется на состоянии экономики. Авторы пришли к выводу, что значение, до которого нужно сбивать Reff, лежит в районе 0,75. При этом время, которое потребуется экономике для восстановления, с одной стороны, и количество погибших от COVID-19 — с другой, оказываются относительно приемлемыми[355]. Немецкое руководство, вероятно, ознакомилось с этими исследованиями, по крайней мере ослаблять ограничения в Германии начали при Reff около 0,8.

Подытоживая, можно заключить, что упование на столь грубый инструмент, как всеобщий карантин, свидетельствует не о благородной жертвенности и твердости (как часто настаивают адепты жестких ограничений), а о тотальном непонимании, как именно распространяется вирус. Чем больше мы будем знать, тем реже нам будет необходим подобный обух: правильно нацеленные локальные меры могут эффективно остановить эпидемию малой кровью — как в переносном, так и в прямом смысле. Причем даже без обретения коллективного иммунитета — не важно, путем вакцинирования или повального инфицирования.

Не только карантин

Коронавирус свалился на головы политиков неожиданно: за неполный месяц, который потребовался SARS-CoV-2, чтобы пробраться из Китая в другие страны, ученые не успели толком исследовать его. Поэтому государства принимали решения, что запрещать, а что, наоборот, делать обязательным, руководствуясь не какими-то устоявшимися правилами на подобный случай, а рекомендациями экспертов. Проблема оказалась в том, что разные эксперты придерживались разных взглядов относительно того, что и как нужно делать. Более того, одни и те же эксперты несколько раз в течение эпидемии меняли свои взгляды. Лучше всего текучку мнений отражает популярный мем про относительную ценность масок как средства борьбы с эпидемией (рис. 14).

В случае с масками мем отражает действительность буквально: хотя почти все страны обязали граждан носить их в общественных местах, дебаты о том, помогают ли маски в борьбе с эпидемией, не угасают до сих пор. И надо сказать, организации вроде ВОЗ и CDC внесли весомый вклад во всю эту неразбериху. В начале эпидемии они уверенно заявляли, что маски как основное средство защиты бесполезны, и рекомендовали носить их только тем, кто уже заболел, — чтобы не заражать окружающих, и людям, ухаживающими за больными, потому что в этом случае риск заразиться очень высок и любая защита лучше никакой. Куда эффективнее, уверяли чиновники от здравоохранения, мыть руки, потому что гораздо чаще мы цепляем вирус с поверхностей. Эти заявления опирались не на строгие научные доказательства, а на довольно зыбкую почву «опыта по предотвращению сезонного гриппа», потому что никаких строгих научных доказательств, которые бы убедительно демонстрировали пользу или бесполезность масок, не существует. Точнее, в базах научных публикаций можно найти множество статей, подтверждающих или опровергающих обе эти точки зрения. И все они примерно одинаково плохие, так как вычленить влияние именно масок из множества других факторов очень сложно.

Рис. 14. В 2020 году человечеству пришлось заново переоценить значение множества привычных вещей

О зыбкости знания

Казалось бы, за столько лет можно было миллион раз проверить, помогают ли маски остановить распространение респираторных инфекций. На самом деле провести убедительное исследование очень сложно. Начать с того, что все масочные эксперименты по определению неослепленные — то есть участники и зачастую ученые исходно знают, кто носил маску, а кто нет (как мы уже обсуждали, ослепление — один из нескольких важнейших критериев, которые позволяют признать выводы исследования правомерными). Но даже без этой претензии данные, полученные в таких работах, остаются весьма сомнительными, потому что практически все они получены методом опроса. Обычный дизайн масочного эксперимента таков: ученые набирают две группы добровольцев, одна из которых носит маску, другая нет. Через некоторое время исследователи сравнивают число заболевших в обеих группах. И тут сразу возникает вопрос: а откуда мы знаем, что люди из экспериментальной группы действительно носили маску? Чаще всего ученые полагаются просто на слова. Иногда просят испытуемых вести дневник, отмечая, как долго они носили маску сегодня. Совсем редко исследователи звонят участникам и спрашивают, что там у нас с масочкой.

Понятно, что с такой методологией доверять собранной информации трудно: кто-то из участников мог забыть про маску и соврать, чтобы не огорчать ученых, кто-то носил, но не помнит, как часто и где. Один испытуемый дисциплинированно заполняет дневник каждый вечер, а другой (точнее, другие: пользуясь правом автора книги про силу воли и самоконтроль[356], предположу, что такие люди составляют изрядную часть ото всех испытуемых) судорожно записывают туда что-то в последний день эксперимента. Опрос — самый ненадежный метод получать информацию о чем-либо, но, к сожалению, именно он чаще всего используется в популяционных исследованиях. Потому что снабдить несколько десятков (а в идеале — сотен) человек каким-нибудь умным гаджетом, который будет постоянно следить за ними и четко фиксировать все действия, — чрезвычайно дорогое удовольствие. Да и вопрос сохранения личных данных нынче актуален как никогда.

В конце марта, когда уже было ясно, что коронавирус становится глобальной проблемой, группа специалистов по доказательной медицине проанализировала все релевантные статьи, в которых изучалась эффективность масок. Авторы пришли к неутешительному выводу: на сегодня нет убедительных данных, которые бы доказывали, что маски снижают вероятность подцепить какой-нибудь вирус. Причем нет их ни для обычных людей, ни для медиков. Точно так же нет подтверждений эффективности знаменитых респираторов N95, которые предприимчивые интернет-торговцы за бешеные деньги продавали особо тревожным гражданам на заре коронавируса[357].

Но в эту эпидемию знания и представления о том, что правильно, меняются почти так же быстро, как распространяется вирус. И уже в конце июня в медицинском журнале The Lancet вышла еще одна статья на тему масок, на этот раз с анализом данных прицельно по COVID-19[358]. Ее авторы пришли ровно к противоположному выводу: маски помогают, причем чем выше степень защиты, тем маска эффективнее. А лучше всего предотвращают заражение респираторы N95. Впрочем, авторы честно пишут, что качество доказательств довольно низкое.

Наконец, в журнала NEJM в разделе писем в начале сентября была опубликована забавная гипотеза[359]. Ее авторы полагают, что маски, которые, как часто замечают противники их ношения, задерживают не все вирусные частицы, именно по этой причине работают как мини-прививки. То есть те, кто все же получают SARS-CoV-2 через маску, получают его в сильно меньших количествах, чем если бы они общались с зараженным вообще без защиты. И с таким маленьким количеством вируса организм успешно справляется, вырабатывая иммунный ответ. Такой метод называется вариоляция (экспозиция к небольшому количеству вируса), и, собственно, он и лежит в основе вакцинации (мы уже говорили об этом в главе «Где вакцина?»). Вариоляция per se использовалась во времена натуральной оспы, когда детям вцарапывали в кожу гной из оспенных пустул заболевших. Часто срабатывало, но иногда дети заражались «по-настоящему». Гипотеза выглядит возможно правдоподобной, осталось только придумать, как ее проверить, учитывая низкую достоверность масочных экспериментов.

Однако уже в середине весны концепция поменялась. Постепенно накапливались доказательства в пользу того, что главные пути передачи COVID-19 — аэрозольный и воздушно-капельный, а значит, маски должны играть существенную роль в замедлении эпидемии[360], потому что они служат механическим барьером, задерживающим мелкие капельки с вирусными частицами (сам по себе вирус не распространяется, ему нужна транспортная среда). Причем, похоже, работают более или менее любые маски, в том числе многоразовые самодельные, а не только громоздкие FFP3: хороших данных у нас по-прежнему нет, но нет и оснований считать, что хлопок или обычная хирургическая маска почему-то не задерживают капельки. И если в Азии, травмированной SARS, MERS и пандемическими гриппами, маски поголовно начали носить еще при первых сообщениях из Китая о новой инфекции, Европа ввела обязательный масочный регламент только в середине весны, а Америка и вовсе летом, хотя CDC выпустила заявление, что маски, пожалуй, оказались полезнее, чем считалось, еще 3 апреля.

(Не) роковая стрижка

Смешное и одновременно возмутительное доказательство, что маски эффективны, в мае представили специалисты американских Центров по контролю заболеваемости (CDC). Они описали историю, произошедшую в одном из салонов красоты, где два стилиста-парикмахера продолжали работать с клиентами даже после того, как у них развились очень характерные респираторные симптомы. В общей сложности они обслужили 159 клиентов до того, как получили положительный результат теста на COVID-19. Все время, пока больные парикмахеры мыли, укладывали и стригли волосы, и они, и клиенты были в тканевых масках. Ни один из клиентов не заразился, хотя среднее время одного посещения заведомо превышало «критические» 15 минут[361].

Не менее важным средством, учитывая аэрозольную и капельную передачу и максимальную заразность в инкубационном периоде, то есть до появления симптомов, является дистанция. Опять же, убедительных экспериментов, которые бы однозначно доказывали, что начиная вот с этого расстояния заразиться невозможно, — нет. Но по совокупности имеющихся данных о дальности разлета капелек при разговоре и дыхании, а также из опроса заболевших и анализа их контактов при помощи трекинговых приложений эксперты выводят условный порог в 1,5 м. Это не означает, что, болтая с потенциальным носителем на расстоянии 1 м 60 см, вы точно не заразитесь, а если подойдете на 1 м 40 см, то непременно подхватите вирус. Но логика тем не менее ясна: чем меньше дистанция до другого человека и чем дольше вы находитесь в контакте, тем выше риск заражения. Особенно в закрытом помещении и особенно если ни вы, ни он не носите маску.

Неопределенное расстояние

С доказательствами, какое расстояние можно считать безопасным, ситуация обстоит примерно так же, как с доказательством пользы масок: вроде бы все понимают, как оно должно быть, но достоверных данных нет. Все работы, в которых исследуются случаи заражения, ретроспективные — то есть сделаны на основе информации об уже произошедших инфицированиях. Поэтому точно выяснить, на каком расстоянии находились «донор» и «акцептор» вируса, за редким исключением, невозможно. Хотя в отдельных работах показано, что капельки с вирусными частицами могут, в зависимости от условий, разлетаться сильно дальше 1,5 м (в некоторых случаях они «финишировали» в 8 м от источника)[362], анализ данных о заражениях показывает, что критически опасной является дистанция меньше 1 м[363], а на расстоянии больше 2 м риск заражения уменьшается очень значительно. Тем не менее общепринятое правило про безопасную дистанцию в 1,5 или 2 м является упрощением[364]. Оно не учитывает множество нюансов от времени контакта и концентрации вирусных частиц в капельках, летящих от конкретного зараженного, до особенностей вентиляции в помещении и интенсивности дыхания «донора» — условно во время активных занятий спортом человек выдыхает намного интенсивнее, а значит, капельки разлетаются дальше. Еще больше диаметр разлета, например, при кашле.

А вот перчатки большинство экспертов считают избыточной мерой: достаточно просто мыть руки или обрабатывать их санитайзером, в котором не меньше 60 % спирта, когда вы приходите с улицы, перед едой и после посещения туалета. Кроме того, желательно без нужды не трогать лицо. Перчатки рекомендуется носить только медикам и тем, кто ухаживает за больными[365]. Более того, постоянное использование перчаток чревато проблемами с кожей, а также приводит к заметному росту отходов[366]. Эпидемия коронавируса рано или поздно закончится, а вот экологические проблемы сами по себе не исчезнут.

Игра в TETRIS

Еще одна мера, без которой невозможно замедлить эпидемию и предотвращать новые вспышки, — массовое и постоянное тестирование на РНК коронавируса. Важно не просто находить людей, у которых SARS-CoV-2 активно размножается, но еще и максимально быстро изолировать их, а также выявлять, кому они потенциально могли передать инфекцию. В английском языке совокупность этих мер обозначают аббревиатурой TETRIS — test, trace, isolate, то есть «тестируй, отслеживай, изолируй». Без «тетриса» невозможно в полной мере восстановить нормальную жизнь — и не только потому, что далеко не все соблюдают другие меры предосторожности (хотя и поэтому тоже). Во многих ситуациях носить маску и/или постоянно соблюдать дистанцию невозможно по объективным причинам, что бы ни говорили пуристы. Рестораны, бары и столовые, фитнес-клубы и бассейны, спортивные секции, театры, младшие классы школы и детские сады да и просто офисы, где люди минимум восемь часов проводят в тесных душных помещениях, — если мы хотим, чтобы все это вернулось и не повлекло за собой роста количества заболевших, без «тетриса» не обойтись.

Точных схем тестирования пока нет, поэтому осенью школы, университеты, предприятия и заводы внедрили какие-то алгоритмы более или менее на свое усмотрение. Для того чтобы диагностика активной инфекции была эффективной, она должна быть дешевой и быстрой, ведь тестировать придется огромное количество людей и очень часто. Существующие тесты для этого подходят плохо: от момента взятия пробы до получения результата проходят многие дни, а сами тесты и необходимая для их проведения инфраструктура стоят очень дорого. По этой причине, например, многие американские университеты размышляют, не перевести ли студентов на онлайн-обучение. В отличие от России, в США далеко не все вузы, в том числе лучшие, финансируются государством. А значит, платить за регулярную диагностику студентов и преподавателей им придется самостоятельно.

Парадоксальным образом решение не возвращаться к обучению в аудиториях, хоть и сэкономит университетам деньги, может негативно сказаться на распространении эпидемии. Аспиранты Корнеллского университета подсчитали, что, если вуз полностью возобновит обучение на своем кампусе в Нью-Йорке, самом пораженном эпидемией городе США, к концу семестра там заболеют в среднем 1224 человека — 3,6 % из 34 тысяч, а госпитализация понадобится 16-ти (0,047 %). Если же кампус лишь частично откроют для проживания студентов (не у всех есть возможность жить где-то еще), а все занятия будут вестись онлайн, то заболеют 7200 человек. Причина — невозможность контролировать, проходят ли студенты тестирование, и вовремя изолировать заразившихся. При полном открытии университетов тесты будут в обязательном порядке проводиться перед занятиями, и к студентам, которые не сдали анализ, применят санкции[367].

Вопрос с оплатой тестов встанет и перед частными работодателями — и можно с большой долей уверенности предположить, что они предпочтут вовсе отказаться от тестирования просто потому, что у них нет лишних денег. Никакого внятного решения власти не предлагают, зато его предлагают некоторые ученые. Как мы уже обсудили в главе «Тесты: какие они бывают, зачем нужны и почему так плохо работают», обойти сложности с ценой и сроками получения результатов можно, если использовать не точные и дорогие тесты, а пусть не столь достоверные, но зато быстрые системы. Сегодняшний «золотой стандарт» — ПЦР с обратной транскрипцией в реальном времени — позволяет обнаруживать РНК вируса в количестве 1000 копий вирусного генома на миллилитр образца. Однако эксперименты показывают, что носитель становится опасным для других людей при концентрациях минимум в сто — а на самом деле в тысячу раз больше[368]. А значит, для эффективного выявления возможных распространителей достаточно куда менее чувствительного теста. И такие тесты есть, например тест, основанный на реакции петлевой изотермической амплификации, или полоски, выявляющие белки вируса наподобие тестов на беременность (мы говорили о них в главе про тестирование). Однако они не получили широкого распространения из-за низкой чувствительности{63}[370]. При этом большая группа специалистов по компьютерному моделированию и эпидемиологов показала, что частые проверки с использованием не слишком чувствительных, но дающих ответ в тот же день систем гораздо эффективнее предотвращают новые вспышки, чем редкое проведение даже очень точного тестирования[371].

Из «парадигмы неточного тестирования» следуют вполне четкие алгоритмы, как можно вернуться к нормальной жизни, но не допустить распространения инфекции в рисковых популяциях — например, среди школьников, студентов, рабочих на заводах, продавцов или членов футбольных команд. Если тестировать людей из этих групп, скажем, три раза в неделю, мы с высокой вероятностью не пропустим носителей в самой опасной для других людей фазе. Неточные тесты «видят» вирус, только когда его много, но при достаточно частом тестировании мы, скорее всего, попадем на эти дни. Более того, обнаруживать носителей не в опасной фазе для нашей цели — не допустить новых вспышек — и не надо.

Выявленного носителя с максимумом концентрации вируса и тех, кто контактировал с ним в последние пару дней, необходимо изолировать и протестировать. Если их тесты в течение недели (верхняя граница инкубационного периода) будут отрицательными — значит, эти люди не заразились. Да, они выпадут из рабочего или учебного процесса на несколько дней, но этих людей будет гораздо меньше, чем при использовании сверхточных тестов, реагирующих даже на очень малое число вирусных копий, которые могут указывать на уже прошедшую инфекцию или случайную контаминацию, но в любом случае не на опасную фазу инфекции.

Важные мелочи

Массовое использование быстрых тестов и «тетриса» обещает дать очень хороший результат, однако для того, чтобы эта мера действительно оказалась эффективной, необходимо разработать четкие практические стратегии. Например, снабдить врачей и работников здравоохранения специальными опросниками для людей, у которых тест на коронавирус дал положительный результат. Так как, если просто поинтересоваться у человека: «Не были ли вы на прошлой неделе в ситуациях, которые потенциально могли бы привести к формированию кластеров заражения?», ответом, скорее всего, будет удивленное мычание. Другое дело, когда врач перечислит зараженному список конкретных опасных мест и активностей (бар, футбольный матч, свадьба, похороны, вечеринка и так далее), а тот должен лишь сказать «да» или «нет». Такие же однозначные рекомендации необходимо разработать для применения быстрых тестов. Школьная медсестра, проверяющий на заводе или сам человек у себя дома должны точно знать, что делать, если тест оказывается положительным. Скажем, немедленно уведомить надзорные органы, отправить заявку на проведение ПЦР-тестирования и вызвать специально оборудованное такси, чтобы отвезти инфицированного домой (все это можно было бы делать через единое приложение). Когда таких рекомендаций нет и люди действуют на свое усмотрение, возможны ситуации, когда инфицированные едут с работы домой на общественном транспорте или самостоятельно добираются до клиники, чтобы сдать анализ на коронавирус, — и в худшем случае все это делается без маски.

Дополнительное преимущество быстрых тестов — они не требуют лабораторий и обученных специалистов. Капнуть разведенный образец на тест-полоску или добавить его в пробирку с реактивами, которую надо поставить в слот прибора, после краткосрочной подготовки сможет условная школьная медсестра или фельдшер, причем прямо на месте. Это радикально облегчает задачу проведения массового тестирования, так как не требуется ни сложной логистики, ни неизвестно откуда появившихся дополнительных лаборантов и лабораторий.

Еще один вариант уменьшить стоимость тестирования — проводить его «пулом» (bulk testing). При такой схеме образцы, полученные от нескольких пациентов, анализируют вместе в одной пробирке. Если результат отрицательный — значит, инфекции нет ни у кого из них. Если получен положительный ответ — каждого из тех, чьи образцы были в этой пробирке, проверяют индивидуально. А если хитрым образом комбинировать образцы, чтобы часть пробы каждого больного была, скажем, в трех разных пробирках, получив положительный сигнал, можно однозначно определить, кто именно из тестируемых инфицирован (как в задачках на логику из книг по занимательной математике). Тестирование пулом нередко используется, когда финансовые возможности лабораторий ограничены или для диагностики не очень распространенных инфекций (а COVID-19 пока не очень распространен — мы обсуждали, что данные, полученные по итогам серологических анализов, сильно завышены). Опасения, что из-за разбавления — ведь мы сливаем вместе несколько образцов — можно получить ложноотрицательный результат, вряд ли обоснованны, так как нас по-прежнему интересуют носители в активной фазе, у которых может быть и миллион копий вирусной РНК в миллилитре образца. Даже не очень точный тест не пропустит такое при разбавлении в десять раз.

Израильские исследователи из Университета Технион еще в марте разработали систему пул-тестирования, правда основанную на все той же ОТ-ПЦР[372]. В конце апреля свой вариант представили специалисты из Руанды[373] (очевидно, что в бедных африканских странах вопрос, как удешевить тесты на SARS-CoV-2, особенно актуален). Тем не менее в клиниках по всему миру продолжают использовать индивидуальные тесты, стоимость которых варьирует от 20 до 100 долларов за образец. Не в последнюю очередь по этой причине во многих странах проводят намного меньше тестов, чем необходимо для успешного сдерживания эпидемии. К осени, когда государства попытались вернуться к доковидному образу жизни и эпидемия вновь пошла в рост, разница между необходимым и реальным числом тестов выросла в разы, несмотря на увеличившийся выпуск тест-систем.

Цифровые технологии

Помимо «быстрых» тестов (которых пока массово нет), изолировать всех, кто потенциально мог заразиться от выявленного больного, до того как они успеют инфицировать еще кого-нибудь, могут помочь специальные трекинговые приложения на смартфоне. В XXI веке смартфон есть даже у тех, кому не на что купить себе еды, и это обстоятельство позволяет сдерживать распространение вируса, не отправляя на карантин миллионы незаразных субъектов экономической деятельности и коллапса этой самой экономики.

При нынешнем алгоритме выявления больных с задержками в несколько дней на каждом этапе коронавирус всегда будет быстрее, чем те, кто пытается его остановить. Группа моделистов из Оксфорда показала, что приложение на телефоне, которое умеет отслеживать, с какими другими телефонами вы находились в опасной близости в последние N дней, способно радикально изменить нынешнюю печальную ситуацию[374]. Работать подобное приложение должно примерно так: если с утра (или не с утра) у вас вдруг начнется кашель и поднимется температура, вы тут же заходите в приложение и отмечаете пункт «У меня появились COVID-подобные симптомы» и остаетесь дома. Получив информацию, приложение немедленно отправит уведомление в органы здравнадзора, и вам выделят сотрудника, который придет и возьмет тест на коронавирус. Если анализ окажется положительным, то сразу, как только это станет известно, приложение начнет отслеживать, с кем вы близко контактировали в последние несколько дней — из тех, у кого на телефоне тоже стоит приложение. Минимальное время контакта можно варьировать, но условно-опасным считается тесный контакт, который длился больше 15 минут. Эти люди получат на телефоны сообщения, что у них высокий риск оказаться зараженными, и ближайший слот в лаборатории, где надо сдать тест. Заодно их предупредят, чтобы внимательно следили за своим состоянием и при малейшем першении в горле или температуре оставались дома и нажимали кнопку «У меня появились симптомы».

Такой подход позволит в разы ускорить поиск и изоляцию носителей. Более того, если в каком-то месте эпидемия начинает распространяться слишком быстро, можно усилить жесткость мер. В такой ситуации все контактные автоматически приравниваются к COVID-положительным до получения результатов теста и должны оставаться дома, пока не подтвердится обратное. При этом остальные люди могут жить обычной жизнью: не надо закрывать целые школы и детские сады, рестораны, магазины и так далее. Расчеты авторов показывают, что при своевременной изоляции потенциальных носителей локдаун не нужен, а эпидемию удастся достаточно быстро затормозить. Более того, не обязательно, чтобы приложение было у всех жителей: схема выдерживает довольно большой люфт. На заре эпидемии идеи о возможном создании подобных приложений гневно отметались сторонниками тотальной защиты персональных данных, опасавшимися, что такие программы немедленно приведут к диктатуре Большого Брата. Но уже спустя несколько месяцев после начала эпидемии трекинговые приложения в тестовом режиме были запущены в нескольких странах, например в Израиле, Германии, Южной Корее, Сингапуре, Австралии. Тем не менее в большинстве стран по-прежнему полагаются на «офлайновые» меры по выявлению и изоляции носителей и точные, но медленные тесты. Куда все это может привести, обсудим в следующей главе.

Глава 12. Когда все это закончится

Инфекционные заболевания, в том числе способные вызывать пандемии среди людей, существуют столько же, сколько само человечество. Но, как мы видим, за все это время люди так и не научились эффективно бороться с ними. Точнее, мы хорошо научились бороться с теми пандемиями, которые уже случились, а каждая новая опять застает нас врасплох, заставляя опять и опять вводить жесткие карантины — единственное достоверно работающее средство сдержать распространение вируса до того, как будет найдено лекарство или вакцина (или смиряться с тем, что множество людей умрут, как поступали во времена, когда с медициной было совсем плохо). Но тем не менее рискну предположить, что некоторый прогресс все же есть и после COVID-19 в арсенале Homo sapiens появятся новые средства защиты от патогенов. Подробно мы обсудили их в предыдущих главах, а здесь обобщим и соберем воедино.

Похоже, что самая действенная стратегия, позволяющая не вводить губительные для экономики карантины, — проводить массовое тестирование и отслеживать недавние контакты выявленных носителей (тот самый TETRIS). Как мы обсуждали в главе «Тесты: какие они бывают, зачем нужны и почему так плохо работают», для этого не нужно использовать очень чувствительные, но дорогие и медленные тесты — достаточно не таких точных, но тех, что позволяют получить ответ в тот же день. Математические модели показывают, что, если изолировать и тестировать всех, кто близко общался с зараженным в последние дни, можно поддерживать Reff на уровне 0,8, не вводя дополнительные меры (при условии, что большинство все же соблюдает дистанцию и люди регулярно не общаются друг с другом подолгу на близком расстоянии)[375].

Еще один способ быстро находить и изолировать всех, кто потенциально может быть носителем вируса, — трекинговые приложения на смартфонах. Они позволяют моментально оповестить людей, которые, не зная того, общались с зараженным, и тогда эти люди не будут в самой опасной для других фазе болезни ездить в метро, проводить по восемь часов в офисе или на заводе, ходить на семинары в университет, церковные службы и в другие места массового скопления народа. Выключая возможных носителей из общественной жизни, мы не дадим сформироваться новым цепочкам заражения и максимально сократим ситуации суперраспространения. А если в дополнение к цифровому слежению и высокочувствительным тестам на основе ОТ-ПЦР в режиме реального времени использовать быстрые тесты, можно уменьшить время изоляции для тех, кто в итоге не подхватил вирус, не снижая эффективности «тетриса».

Помимо этих интервенций действенными мерами, которые не дают вирусу распространяться, по-видимому, являются дистанция и маски. Я пишу «по-видимому», так как стопроцентно достоверных научных данных, то есть двойных слепых рандомизированных исследований, которые бы подтверждали это, нет и, очевидно, не будет из-за множества методологических сложностей при проведении подобного рода работ. Есть только отдельные кейсы и ретроспективные исследования, основанные на анализе информации о контактах[376]. Но все, что мы сегодня уже знаем о новом вирусе (а это гораздо больше, чем для многих других вирусов, с которыми человечество знакомо столетиями), доказывает обоснованность таких мер. Мы подробно обсуждали в предыдущих главах, почему дистанция и маски должны эффективно тормозить расползание вируса по популяции, поэтому здесь я ограничусь кратким резюме.

В распространение SARS-CoV-2 значительный вклад вносит аэрозольный путь передачи. Активные вирусные частицы сохраняются в мельчайших капельках биологических жидкостей, настолько легких, что они могут надолго зависать в воздухе, образуя невидимые облачка. Если человек продолжительное время стоит в этом облачке и вдыхает капельки с вирусом, в случае, когда концентрация патогена высока, на слизистые может попасть достаточно много вирусных частиц для заражения. Это тем более опасно, если SARS-CoV-2 может размножаться не только в клетках глотки, но и в слизистой носа. Но капельки, формирующие аэрозоль, разлетаются не очень далеко, да и крупных капель тем меньше, чем дальше вы от их источника. Так что, если между носителем вируса и другими людьми поддерживается дистанция, новые жертвы просто не попадают в заразное облачко. А когда на всех участниках процесса маски, риск подцепить вирус снижается до совсем незначительного уровня (вспомним историю из США о двух зараженных парикмахерах и их 159 незаразившихся клиентах). Кроме того, маски физически задерживают крупные капельки слюны или слизи из носа — например, если обладатель SARS-CoV-2 неожиданно чихнул прямо вам в лицо.

При этом одни локации представляют бо́льшую опасность с точки зрения возможной передачи инфекции, чем другие. Так как крошечные капельки аэрозоля легко разносятся и испаряются даже при слабом ветерке, на улице вероятность заразиться коронавирусом намного меньше, чем в помещении, — в главе «Как передается коронавирус» мы подробно обсуждали, что абсолютное большинство случаев заражения происходит не на открытом воздухе. Даже когда на улице собирается много людей, которые тесно общаются друг с другом и при этом громко кричат, как было, например, во время демонстраций BLM, всплеска заражений не происходит. Поэтому логично требовать более строгого соблюдения правил относительно масок и дистанции внутри кафе, транспорта, поликлиник и так далее, а в общественных пространствах снаружи можно эти требования существенно смягчить.

С другой стороны, школы, детские сады и университеты потенциально представляют большую опасность. Хотя пока мы не знаем, насколько хорошо дети цепляют и передают инфекцию, есть серьезные основания полагать, что в этом плане они мало отличаются от взрослых. Поэтому в детских учреждениях и вузах необходимо особенно тщательно контролировать зарождение новых вспышек. И главным инструментом здесь должно быть регулярное тестирование — скажем, с утра перед началом занятий — с возможностью быстро узнавать результат и изолировать носителя и тех, с кем он близко контактировал (при ежедневном тестировании можно изолировать только носителя).

Правильно организованный «тетрис» позволит избавить школы, сады и университеты от мучительного решения вопросов, как разместить всех детей, которые ходили в школу до коронавируса, на той же площади, но при этом сделать так, чтобы классы и комнаты были заполнены только на треть, уроки проходили не в три смены и учителя не умирали от перенапряжения прямо во время занятий. Что не менее важно, при использовании такой стратегии не придется бесконечно закрывать классы и целые школы на карантин, когда там обнаружатся новые цепочки заражений. Более того, есть серьезные основания полагать, что «тетрис» и регулярное тестирование школьников, студентов и детсадовцев могут оказаться более важными, чем ограничительные меры непосредственно в школах, университетах и детских садах. Потому что на уроках или в столовых, вероятно, заражается не так много народу — как раз потому, что учителя и воспитатели следят за соблюдением мер. Но школа или вуз — это не только место, где дети получают образование, они играют огромную роль в социализации. И львиная доля заражений может приходиться на активности вокруг учебы: прогулки с друзьями по дороге туда и оттуда, общение на продленке, курение в туалетах и так далее — разумеется, все это без масок и дистанции. Искоренить такое неформальное общение нереально — оно необходимо детям никак не меньше собственно уроков. Но вот предотвращать его эпидемиологические последствия необходимо, тем более, что у нас есть способы сделать это.

Бить точно в цель

Несколько месяцев тщательного анализа паттернов распространения коронавирусной инфекции показали, что, по счастью, они не подчиняются простейшим эпидемиологическим моделям, предполагающим, что новые заражения происходят в популяции равномерно. Я пишу «по счастью», потому что болезни с негомогенным расползанием контролировать проще, чем те, которые с равной эффективностью передаются любому члену общества. Такие болезни прежде всего распространяются в кластерах — ограниченных по тем или иным признакам группах людей, и для контролирования эпидемии важно следить именно за ними, а не пытаться обнаружить и искоренить вирус по всей популяции в целом. Ниже мы обсудим две работы, которые объясняют, что такое кластеризация и как можно использовать ее, чтобы остановить распространение коронавируса куда меньшими усилиями, чем предполагалось изначально.

Первая работа[377] посвящена так называемому дисперсионному параметру эпидемии k (не путать с дисперсией случайной величины из математики), он же параметр гомогенности. Эта характеристика отражает, насколько равномерно носители вируса заражают друг друга. Если каждый, кто подхватил некую заразу с R_0 (базовое репродуктивное число, определяющее, сколько в среднем человек инфицирует один заболевший), скажем три человека, заражает ровно троих, дисперсионный параметр оценивается в единицу. Если же из десяти заразившихся девять не заражают никого (в предельном случае) или почти никого, а один — сразу 30 человек, то k=0,1. И при одном и том же R_0 вероятность развития эпидемии в конкретной популяции в этих двух ситуациях будет очень сильно отличаться. Патогенам с маленьким дисперсионным параметром для обеспечения эволюционного успеха (то есть развития полноценной эпидемии) необходимо много носителей, причем распределенных по территории равномерно[378]. Если восприимчивых особей мало или они кучкуются небольшими группками, всерьез распространиться такому паразиту будет не очень просто.

Представим, что патоген с маленькой k — пусть для простоты это будет вирус — заразил одного человека, скажем перепрыгнув на него от летучей мыши. Но этот человек — китайский фермер — живет с семьей в собственном доме, от которого до другого ближайшего дома нужно полдня ехать на тракторе. Даже если конкретно этот фермер окажется тем самым распространителем, который один заражает десятерых, никого, кроме жены, тещи и детей, он заразить не сможет. Они, в свою очередь, тоже вряд ли кого-то инфицируют, так как редко выезжают за пределы фермы. А если теща все же поедет в город за продуктами, она с вероятностью 9 к 10 окажется «нераспространителем». Другое дело, если первый зараженный живет в густонаселенном городе вроде Гонконга и каждый день ездит на работу в тесный офис на метро. В этом случае, даже если «вторичные» заразившиеся будут плохо распространять патоген, он все равно будет потихоньку перескакивать на новых хозяев — и однажды ему повезет встретить своего суперраспространителя.

Теперь рассмотрим болезнь с большим дисперсионным параметром, когда в среднем каждый заразившийся инфицирует примерно одинаковое количество народу — столько, сколько «предписывает» R_0 данного заболевания. В нашем примере заразившийся родственник фермера едет в город и заражает положенных трех человек, которые передают вирус дальше, каждый трем. Такому патогену нужно гораздо меньше народу, чтобы хорошенько распространиться, и если вирус достаточно контагиозный, то множество непрерывающихся цепочек заражения быстро дадут знакомую нам экспоненту.

Рис. 15. Пороговый параметр вспышки — количество инфицированных, необходимое для того, чтобы начавшаяся эпидемия не рассосалась самостоятельно. R_0 — базовое репродуктивное число, отражает количество человек, которых в среднем заражает один инфицированный в наивной популяции. k — дисперсионный параметр, отражающий, насколько равномерно носители вируса заражают друг друга. Видно, что чем ближе k к единице, тем меньше зараженных нужно для поддержания эпидемии при одном и том же значении R_0. График адаптирован из[379]

Меры задавливания эпидемии для болезней с большим и маленьким параметром гомогенности отличаются. С патогенами, у которых k близка к 1, бороться сложно: чтобы эффективно пресечь распространение, необходим всеобщий карантин, так как цепочек распространения много и они равномерно распределены в популяции. Маленький параметр гомогенности дает шанс удушить эпидемию, используя только локальные меры, так как ловить цепочки нужно не по всему обществу, а только в кластерах, берущих начало от суперраспространителей. Разумеется, угадать, кто из вновь заразившихся окажется «тем самым», невозможно, но возможно не допустить ситуаций, в которых вирус получит шанс легко перепрыгнуть от сверхинфекционных носителей на остальных.

Ограничение количества людей в магазинах, офисах и общественном транспорте, маски в местах, где скапливается много народу, — и, конечно, дистанция. Вспомним истории с карнавалом в немецком Хайнсберге, церковным хором в Маунт-Верноне в штате Вашингтон, корейской религиозной сектой и так далее. Виновником каждой из этих мощных вспышек был один-единственный распространитель, который долгое время находился в тесном контакте с большим количеством неиммунных людей. Сиди он дома, потому что карнавал или репетицию хора отменили, или просто на большом расстоянии от других, вирус не смог бы заразить так много людей. Если дисперсионный параметр мал, то именно такие локальные события суперраспространения запускают эпидемии, и, исключив их, можно в принципе не дать болезни расползтись сколько-нибудь широко.

Величина параметра k зависит от биологии патогена. Например, предшественник нынешнего коронавируса SARS размножался преимущественно в легких. «Допрыгнуть» оттуда до слизистых других людей непросто, и, кроме того, граждане, у которых вирус уже вовсю распространяется по легочной ткани, обычно лежат на больничной койке, очень плохо себя чувствуют и никого не заражают. Но некоторые люди в силу индивидуальных особенностей работы иммунной системы (или упрямства, как можно убедиться, читая врезку) довольно долго не ощущали себя заболевшими и вели обычный образ жизни, несмотря на то что носили в себе огромное количество вирусных частиц — прямо как летучие мыши с их бессимптомным носительством десятков вирусов. Такие больные становились суперраспространителями, формируя вокруг себя большие кластеры зараженных. Дисперсионный параметр SARS составлял 0,16, и 73 % процента инфицированных заражали меньше одного человека, зато 6 % — больше восьми[380]. Именно поэтому вспышку удалось быстро погасить, изолируя заболевших и их контакты и внедрив повсеместное ношение масок.

Смертельная выносливость

Один из самых известных примеров суперраспространения SARS — история пациента номер ноль. 21 февраля 2003 года нефролог Лю Цзяньлунь прилетел в Гонконг на свадьбу к племяннику из китайской провинции Гуандун. Профессор Цзяньлунь уже несколько дней чувствовал себя не очень хорошо — поднялась температура и было тяжело дышать. На родине он участвовал в лечении одного из пациентов с SARS, но тем не менее маститый доктор решил, что у него остатки недавней пневмонии, которую Цзяньлунь, как он думал, вылечил, пропив курс антибиотиков. В Гонконге профессор остановился в гостинице Metropole в комнате 911. Вечером он прогулялся по городу и поужинал с родственником (к несчастью для последнего: тот заразился SARS и умер), а на следующее утро Цзяньлуню стало настолько плохо, что вместо свадьбы он с трудом добрался до соседней больницы. Врачи немедленно заподозрили атипичную пневмонию, но профессор яростно отрицал, что у него может быть «эта штука»[381]. 4 марта доктор Цзяньлунь скончался. Несмотря на то что профессор пробыл в гостинице всего одну ночь, атипичную пневмонию подхватили еще как минимум 13 постояльцев, живших на том же этаже. Они разнесли болезнь по разным странам, запустив эпидемию. После этой печальной истории гостиница сменила название — теперь это Metropark Hotel Kowloon, но гости все равно не желали селиться в печально известной комнате 911. Поэтому руководство изменило нумерацию, и сейчас на двери, которую открывал больной профессор Цзяньлунь, висит табличка 913.

Нынешний коронавирус отлично размножается в глотке и, вероятно, даже в ротовой полости, так что капельки с вирусными частицами легко добираются до слизистых потенциальных носителей, а заболевшие при этом ощущают себя вполне сносно: ездят в метро, ходят на работу и в клубы, катаются на горных лыжах, летая на курорты самолетами и пересаживаясь в заполненных людьми аэропортах. А так как сам вирус весьма приставучий, заражение происходит намного проще, чем в случае SARS. И тем не менее суперраспространители играют куда большую роль в продвижении вируса по планете, чем, например, для ветряной оспы, дисперсионный параметр k которой составляет внушительные 0,65[382].

Дисперсионный параметр COVID-19 точно не известен, но предварительно его оценивают в районе 0,4–0,45. Это хуже, чем для SARS, но лучше, чем для ветрянки. Расчеты показывают, что болезнь с R_0=3 и k=0,1 можно задавить и не дать перерасти в полноценную эпидемию точечными мерами, когда половина всех усилий по контролю направлена на 20 % самых заразных носителей. Для SARS-CoV-2, очевидно, потребуется больше усилий — скажем, изолировать 40 % суперраспространителей (точно просчитать необходимое количество должны помочь соответствующие математические модели). При этом выявлять, кто из заразившихся является суперраспространителем, не нужно, тем более что мы все равно никак не можем этого сделать, по крайней мере пока. Достаточно применять точечные ограничительные меры, которые не дают таким людям проявить свой инфекционный потенциал.

Вспышки надежды

Гипотезу о возможности сдерживать распространение болезней с маленьким и средним дисперсионным параметром k точечными мерами косвенно подтверждают несколько случаев локальных вспышек COVID-19 в странах, где коронавирус удалось быстро победить или почти победить. В начале мая в пригороде Сеула Итэвоне было зарегистрировано около 130 случаев заражения, притом что до этого уже много недель вновь инфицированных можно было пересчитать по пальцам одной руки. Все заразившиеся подхватили коронавирус в ночных клубах, по которым на выходных прошелся один суперраспространитель[383]. Примерно тогда же во Франкфурте-на-Майне состоялась традиционная служба в баптистской церкви. Через несколько дней в городе стало быстро расти число инфицированных COVID-19, и к концу месяца их было уже две сотни. За Франкфуртом последовал небольшой городок Бремерхафен: там тоже на службе в церкви заразилось минимум 44 человека[384]. Обычно такие сообщения воспринимаются с тревогой — мол, как бы опять не начался экспоненциальный рост. На самом деле это в некотором смысле хорошие новости. Тот факт, что после снятия ограничений новые случаи появляются не равномерно по популяции, а кластеризуются в местах большого скопления народа в замкнутых помещениях, указывает на «суперраспространительный» характер эпидемии. А это, в свою очередь, дает возможность загасить ее локальными интервенциями.

Ковровые ограничения — то есть всеобщие карантины — в случае болезней с промежуточными значениями k (как у COVID-19) работают хуже прицельных мероприятий. Они повышают гомогенность (однородность) популяции, а чтобы снизить шансы суперраспространителей заразить много людей, ее нужно, наоборот, уменьшать. Другими словами, при небольшом k точечными мерами можно добиться того же результата, что и повальным карантином, но гораздо дешевле и безопаснее для экономики. Всеобщий карантин для таких заболеваний осмысленно вводить только в крайних случаях, когда ситуация уже вышла из-под контроля, как было, скажем, в Италии.

Вторая работа, объясняющая, как кластеризация помогает нам бороться с эпидемией, посвящена параметру под названием «устойчивая гетерогенность» (persistent heterogeneity), в некотором смысле родственнику дисперсионного параметра[385]. Дисперсионный параметр определял, одинаково ли количество людей, которых может заразить каждый носитель. Смысл устойчивой гетерогенности сводится к тому, что разные люди в силу социальных и биологических причин в различной степени рискуют заразиться коронавирусом. Скажем, врачи, продавцы, обитатели домов престарелых или любители выпить в шумных барах после покатушек в Альпах в феврале-марте, пока еще не ввели ограничения, — очевидные группы риска. Граждане, дисциплинированно самоизолировавшиеся еще в начале весны, или те, кто в принципе всегда работает из дома, наоборот, находятся в относительной безопасности. Соответственно, первыми довольно резво перезаражаются люди из групп риска: для них Reff — эффективное репродуктивное число, то есть количество заразившихся от одного носителя в этой конкретной популяции заметно выше, чем в среднем. Именно эти люди являются основными драйверами первой волны. Внутри группы добросовестных сидельцев Reff намного ниже. В результате в группах риска будет быстро достигнут коллективный иммунитет — локально! — и вирус перестанет распространяться среди их представителей. И даже если формальный порог коллективного иммунитета в кластере преодолен не будет, по мере роста числа переболевших вирусу будет все сложнее находить новых хозяев.

Если гетерогенность высока и, главное, сохраняется длительное время, а группы риска достаточно массовы по отношению к общей популяции, то, когда государства снимут ограничения, стремительного роста новых случаев может и не произойти, так как топливо эпидемии выгорело. То есть глобальной второй волны не будет (хотя вялотекущие заражения могут продолжаться), притом что с точки зрения классических эпидемиологических теорий переболевших недостаточно для формирования коллективного иммунитета (по классике, для его формирования при COVID-19 необходимо, чтобы иммунная защита была примерно у 70 % населения). В итоге эпидемия затухнет раньше, а общее число заболевших (и умерших) окажется заметно ниже, чем в случае, если гетерогенность мала и все люди рискуют заразиться примерно одинаково.

Гетерогенность, очевидно, выше в больших городах, где много различных групп риска, представители которых к тому же живут и работают в куда более тесном контакте друг с другом. При этом крупные города работают как хабы, откуда вирус расползается по другим частям страны и в другие государства. И более быстрое, по сравнению с классическими моделями, затухание эпидемии в них может затормозить общее распространение вируса (впрочем, если вирус занесут в другие локации до выгорания главного очага и он успеет там как следует освоиться, гетерогенность не поможет).

С другой стороны, гетерогенность, особенно в условиях локдауна, нестабильна во времени — и тогда государства, где в первую волну все было хорошо, могут вдруг столкнуться со второй экспонентой. Так может произойти, например, если весной страна быстро ввела жесткий карантин и большинство граждан его соблюдали, а потом все ограничения были резко сняты. Те, кто сидел дома и ни с кем не встречался, начнут это делать — и у нас возникнут новые цепочки заражения, так как все участники встреч неиммунны, а вирус не истреблен. К сожалению, именно так и случилось: во время летней передышки вирус «по-тихому» расползся по популяции, и осенью вспышки начали возникать повсюду. В странах с явно выраженными и постоянными группами риска вероятность, что вы встретитесь с тем, кто уже переболел и не может подхватить и передать вирус дальше, намного выше{64}.

Недолгая защита

Практически с самого начала эпидемии ученых — и не только их — волновал вопрос, как долго у переболевших COVID-19 держится иммунитет, предохраняющий от повторного заражения. Спектр мнений простирался от «дай бог, если несколько месяцев» до «скорее всего, много лет». Так как предсказать длительность иммунной защиты, исходя из структуры вируса, нельзя, специалисты пытаются предвидеть будущее, сравнивая патоген с его родственниками. Оптимисты исходили из того, что люди, перенесшие атипичную пневмонию, вызываемую намного более убийственным «кузеном» нынешнего коронавируса SARS, никогда не заболевали повторно, а антитела обнаруживались в их крови даже спустя 12 лет после выздоровления[386]. Пессимисты отмечали, что SARS-CoV-2 — относительно легкое заболевание, а значит, сравнивать нужно не с тяжеловесами, а с коронавирусами, вызывающими сезонные простуды. А ими, по данным литературы, вполне можно заразиться дважды за один сезон[387].

Почти восемь месяцев представители этих двух лагерей могли подкреплять свою точку зрения исключительно теоретическими аргументами. Но в самом конце августа исследователи из Гонконга опубликовали статью с первым достоверным описанием повторного заражения[388]. Тридцатитрехлетний мужчина подхватил COVID-19 в марте, благополучно выздоровел, а в августе слетал в Европу, и при проверке в гонконгском аэропорту у него снова обнаружили коронавирус. Ученые расшифровали последовательность РНК патогена из весенних и летних образцов и выяснили, что это разные вирусные штаммы. Течение болезни тоже отличалось: в первый раз у пациента были легкие симптомы, во второй не было ничего.

Однако этот случай оставляет возможность для широкой интерпретации. В крови «гонконгского пациента» после выздоровления не обнаруживались антитела против коронавируса, то есть реинфекцию можно было списать на нетипичную реакцию иммунной системы этого конкретного человека. Но спустя несколько дней о подтвержденных случаях повторного заражения сообщили ученые из Нидерландов, Бельгии и США, пообещав скоро оформить их в виде научных публикаций (две из них вскоре вышли[389],[390]). А в начале сентября вышел препринт ученых из Эквадора: они обнаружили мужчину, который переболел COVID-19 дважды с разницей в два месяца — и это были разные штаммы[391]. В половине случаев клиническая картина была нетипичной для респираторных вирусных заболеваний: реинфекция проходила тяжелее (впрочем, у 89-летней женщины из Нидерландов было онкологическое заболевание, влияющее на продукцию антиел). Чтобы однозначно выяснить, являются ли описанные случаи исключениями, или же повторное заражение — обычная вещь (и если второе, то как часто оно происходит, и сколько времени в среднем проходит между инфицированиями), необходимо еще подождать.

Теория о влиянии гетерогенности на динамику эпидемии может хотя бы отчасти объяснить, почему летом мы не видели резкого всплеска там, где количество переболевших далеко от «классического» порога стадного иммунитета, а ограничения были сняты. С другой стороны, она же предсказывает, что открытие школ может дать вторую волну в странах, где, казалось бы, вирус взят под контроль. Дети с их тесными контактами и слабой способностью соблюдать меры индивидуальной защиты — очевидная группа риска в плане заражения. Но пока весь мир сидел на карантине, возможности увидеть, как сильно они способствуют распространению вируса, не было, хотя все больше исследований и отдельные кейсы вроде лагеря в Джорджии (мы обсуждали их в главе «Много маленьких загадок») указывают, что в обычной для себя обстановке дети распространяют вирус как минимум не хуже взрослых.

Применение всех описанных выше мер позволяет довольно эффективно сдерживать эпидемию, но не полностью истребить вирус — ведь большая часть популяции по-прежнему остается неиммунной. В течение нескольких месяцев после окончания массовых карантинов во многих странах начали возникать новые вспышки. Где-то они были локальными, например среди посетителей баров в Южной Корее или на мясоперерабатывающей фабрике в Германии, а где-то, как в Израиле или Австралии, сложились в полноценную вторую волну. Даже если какой-то стране удастся извести вирус, его довольно быстро вновь завезут из-за границы. И хотя общее число новых заболевших что в Китае, что в Новой Зеландии остается небольшим, мы видим, что даже в условиях очень ограниченных перемещений и де-факто закрытых границ COVID-19 возвращается.

Более того, в странах, где вирус извели не полностью, он продолжает распространяться по популяции. Так как большинство носителей отделываются слабыми симптомами или вовсе не замечают, что переболели, расползание SARS-CoV-2 происходит скрыто. Но в какой-то момент после того, как основные ограничения были сняты, открылись школы и сады, а люди начали много перемещаться по миру, мы вдруг (на самом деле нет) получили множество новых вспышек, сосредоточенных не в группах риска по заражению — тех самых кластерах, а равномерно рассеянных по всему обществу. И эти вспышки сложились в полноценную вторую волну. А так как система быстрых тестов и трекинговые приложения по-прежнему существуют в основном в научных статьях, а не в реальной жизни, вовремя отследить ее формирование не удалось. Остается надеяться, что правительства отреагируют не только паническим всеобщим карантином, к тому же зачастую слишком поздно введенным, но и таргетными мерами, которые смогут загасить эту волну.

Можно предположить, что тлеющее распространение вируса и периодически возникающие локальные вспышки разной степени интенсивности будут продолжаться до массовой вакцинации. Если полученная вакцинным путем защита будет стойкой, история с коронавирусом останется в прошлом. То есть, конечно, привить сразу и всех не получится, но когда существенная часть популяции — и главное, люди, принадлежащие к двум группам риска: те, кто вероятнее всего могут заражаться коронавирусом и передавать его другим, и те, кому COVID-19 грозит осложнениями и тяжелым течением, — будет вакцинирована, глобально COVID-19 исчезнет, хотя периодически в разных местах будут возникать вспышки среди непривитых. Если же выяснится, что защита быстро угасает, придется еще помучиться и либо доработать вакцину, либо прививать всех каждые несколько лет (а возможно, и чаще), либо попытаться все же создать эффективные лекарства. В принципе, все то же самое справедливо и для варианта, когда коллективный иммунитет нарабатывается естественным путем. Но этот сценарий намного хуже, потому что он неизбежно сопровождается десятками миллионов госпитализаций, миллионами смертей и долгосрочными последствиями для многих выживших. Кроме того, без вакцины ковидная история будет тянуться гораздо дольше, чем с ней.

Заключение

Я пишу эти строки в октябре, спустя девять месяцев после начала эпидемии. Это были самые странные девять месяцев за многие десятилетия. И не только потому, что размеренное существование планеты поломали не атомная война, мировой голод или глобальное потепление, а банальный респираторный вирус. Девять месяцев ковида выявили огромное количество багов и особенностей людей и государственных систем, которые способны нанести куда больший вред, чем самый смертоносный вирус. Люди массово проявляли недоверие властям, склонность полагаться не на официальную информацию, а на гуляющие по интернету фейки, уверенность, что можно быть умнее медиков и ученых, ничего не понимая в сути вопроса и при этом не желая хоть немного разобраться. Кроме того, во всей красе расцвел принцип «Моя свобода и комфорт важнее здоровья и жизни других людей».

Государства, со своей стороны, демонстрировали неспособность планомерно проводить выдержанную политику, не качаясь от сверхжестких ограничений до полной расслабленности, пагубную склонность ждать до последнего прежде, чем вводить необходимые меры, тенденцию проталкивать необоснованные рекомендации, готовность замалчивать проблемы и делать вид, что само рассосется.

Разумеется, редко у какого человека или государства был весь этот набор, но тем не менее очень многие пункты списка проявились у, казалось бы, самых разумных персон и в странах с самой взвешенной (до сих пор) политикой.

Неприятно отличились и организации по защите здравоохранения вроде ВОЗ или CDC и FDA, которые то тянули с изменением очевидно нерелевантных рекомендаций вроде заливания всего вокруг санитайзером, то внезапно включали в список лекарств средства с недоказанной эффективностью (потом, правда, по-тихому исключали, но, как говорится, осадочек остался). Кроме того, обнаружилось, что системы контроля за заболеваниями во всем мире устроены так, будто этим процессом руководил импульсивный подросток: работы и исследования по профилактике либо полностью задвигались, либо проводились по остаточному принципу.

Наконец, эта пандемия подсветила слабые и сильные стороны современного научного процесса. До ковида публикация статей длилась много месяцев: пока авторы напишут текст, пока отправят его в журнал, пока журнал отправит статью рецензентом, пока те напишут свои замечания, пока ученые все переделают… Уже в январе стало понятно, что такими темпами вирус не победить, и ученые начали выкладывать результаты своих исследований на бесплатные архивы препринтов сразу, как только получали их. Разумеется, многое из опубликованного таким образом позже оказалась нерелевантным, но научное сообщество неожиданно для себя выяснило, что способно к самоочищению, и откровенная ерунда или фейки тут же выявлялись и отбрасывались.

Практика быстрого выкладывания результатов привела к невероятному скачку в скорости накопления знаний. Никогда прежде данные о каком-либо новом явлении не появлялись так быстро. Конечно, никогда еще столько лабораторий по всему миру не бросали свои дела, чтобы заняться одной проблемой, но все же радикальное сокращение сроков от момента завершения эксперимента до публикации текста переоценить невозможно. С другой стороны, когда все кинулись срочно изучать, что же мы в середине XXI века знаем о такой, казалось бы, банальной вещи как простуды, выяснилось, что примерно ничего. Исследования во всем мире фокусировались прежде всего на хайповых темах — потому что на них проще получить финансирование. В результате огромное количество фундаментальных вопросов так и остается неизученным — и в 2020 году это стоило жизни сотням тысяч людей.

Будут ли эти ошибки учтены и по возможности исправлены, укоренятся ли новые практики в здравоохранении и науке или после спада пандемии все потихоньку вернутся к доковидному образу жизни — покажет время. Но хочется надеяться, что катастрофические неудачи 2020 года хотя бы немного сократят наши потери в будущих сражениях с пока неизвестными патогенами. А возможно, даже и предотвратят некоторые из них.

Словарь

Адаптивный иммунитет. То же, что приобретенный иммунитет. Часть общей системы иммунитета, которая подстраивается под каждый новый патоген. При первой встрече с чужеродным и потенциально опасным агентом компоненты системы адаптивного иммунитета приблизительно узнают его, ориентируясь по встроенной библиотеке. В ходе развивающегося иммунного ответа инструменты системы адаптивного иммунитета настраиваются конкретно на этот патоген, так, что при следующей встрече иммунная система моментально распозна́ет его и эффективно обезвредит.

Адъювант. Вещество, которое добавляют в состав некоторых вакцин, чтобы усилить их эффект. Адъювант может вызывать местное раздражение, привлекая внимание иммунной системы, или, например, «собирать» на себя основной компонент вакцины (иммуноген), чтобы тот дольше действовал.

Аминокислота. Одна из 20 базовых блоков, из которых построены белки.

Антиген. Чужеродная молекула или ее часть, которую узнают антитела.

Антитело. Белковая молекула форме буквы Y. Каждое антитело узнает строго определенный фрагмент той или иной чужеродной молекулы и рожками игрека накрепко связывается с ним. Ножку игрека, в свою очередь, узнают различные иммунные клетки. Таким образом, антитела помечают патогены, чтобы иммунным клеткам было легче узнать их. Кроме того, некоторые антитела могут самостоятельно обезвреживать патоген. Такие антитела называются нейтрализующими.

Аппарат Гольджи. Внутриклеточная органелла, представляющая собой стопку из мембранных «цистерн». Внутри аппарата Гольджи белки проходят окончательную модификацию и помечаются для транспорта в различные части клетки и во внеклеточное пространство. Также здесь синтезируются и модифицируются углеводные компоненты клетки.

Аттенуированная вакцина. Она же живая вакцина. Вакцина, представляющая собой активные микроорганизмы или вирусы, тем или иным способом ослабленные так, что они не могут вызвать полноценную болезнь.

Аэрозоль. Облачко из очень маленьких капелек жидкости, в среднем меньше пяти микрометров.

Векторная вакцина. Вакцина, представляющая собой фрагмент гена или целый ген «целевого» вируса, вставленный в геном другого вируса (вектор). Векторный вирус проникает внутрь клеток и там синтезирует свои белки, в том числе и добавленный учеными белок другого вируса. Презентация чужеродного белка изнутри клеток обеспечивает лучший иммунный ответ, чем в случае, когда чужеродные фрагменты предъявляют иммунным клеткам как бы извне.

Врожденный иммунитет. Подразделение общей системы иммунитета, узнающее определенные молекулярные мотивы, характерные для разных патогенов. При встрече с чужеродным элементом компоненты системы врожденного иммунитета «пробивают» его по своей базе данных и, если он там числится, вторженца уничтожают. Подстраиваться под конкретный патоген компоненты системы врожденного иммунитета не могут.

Ген. Фрагмент ДНК (или РНК в случае многих вирусов), кодирующий последовательность одного белка.

ДНК. Сокращение от «дезоксирибонуклеиновая кислота». Образует длинные полимерные молекулы, составленные из четырех блоков — нуклеотидов. Их последовательность кодирует наследственную информацию большинства организмов, в том числе человека.

Инактивированная вакцина. Она же мертвая вакцина. Вакцина, представляющая собой убитые микроорганизмы или вирусы.

Интерлейкины. Сигнальные белковые молекулы, выделяемые, прежде всего, белыми кровяными клетками (лейкоцитами). При помощи интерлейкинов компоненты иммунной системы обмениваются друг с другом информацией.

Интерфероны. Группа защитных сигнальных молекул, выделяемых клетками при заражении вирусом. Останавливает синтез белка как в самой инфицированной клетке, так и у соседей. В результате вирус не может синтезировать необходимые ему белки.

Кодон. Тройка нуклеотидов в ДНК или РНК, кодирующая одну аминокислоту или сигнал окончания синтеза белка (стоп-кодон).

Макрофаг. Иммунная клетка, умеющая захватывать, проглатывать и переваривать патогены.

мРНК. Особый вид РНК, представляющий собой копию с одного гена. Используя мРНК в качестве матрицы, рибосома синтезирует белок, последовательность которого закодирована в этом гене.

Нуклеиновая кислота. Длинная полимерная молекула, составленная из отдельных блоков-нуклеотидов. Живые существа хранят наследственную информацию в молекулах нуклеиновых кислот, а именно ДНК. Однако многие вирусы используют для этих целей РНК. Кроме того, различные виды РНК играют важнейшую роль регуляторных, сервисных и даже строительных молекул.

Нуклеотид. Базовый блок, из которых построены молекулы ДНК и РНК. ДНК состоит из нуклеотидов А, Т, Г, Ц (аденин, тимин, гуанин, цитозин). В РНК тимин заменен на урацил. Плюс в состав рибонуклеотидов входит сахар рибоза, а в состав дезоксирибонуклеотидов — дезоксирибоза.

ОТ-ПЦР. Полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией. Разновидность ПЦР, используемая, когда фрагмент, который нужно размножить, находится не в ДНК, а в РНК. На первой стадии фермент РНК-зависимая ДНК-полимераза переводит нужный фрагмент с языка РНК на язык ДНК. Дальше проводится обычная полимеразная цепная реакция.

Полимераза. Фермент, умеющий считывать информацию, записанную в РНК (РНК-зависимые полимеразы) или ДНК (ДНК-зависимые полимеразы), и строить копии этих нитей. ДНК-полимеразы строят на основе исходной нити цепь ДНК, РНК-полимеразы — соответственно, цепь РНК.

Приобретенный иммунитет. То же, что адаптивный иммунитет.

Протеазы. Класс ферментов, расщепляющих белки.

ПЦР. Полимеразная цепная реакция, позволяет «размножить» выбранный учеными фрагмент ДНК, чтобы в буквальном смысле увидеть его при помощи дополнительных техник визуализации. Используя реактивы и особые метки-праймеры, «указывающие» на нужный кусочек ДНК, фермент полимераза создает множество его копий. Применяется, в частности, для диагностики различных инфекций, когда медики проверяют, есть ли в образце геном патогена.

Рекомбинация. Обмен фрагментами генома. Может происходить как между отдельными хромосомами внутри одного организма, так и между геномами различных организмов и вирусов. Рекомбинация крайне важна для генерации генетического многообразия.

Репликация. То же, что размножение.

Респираторный (вирус). Вирус, поражающий дыхательные пути.

Рибосома. Молекулярная машина, синтезирующая белки на основе информации, записанной в мРНК.

РНК. Сокращение от «дезоксирибонуклеиновая кислота». Как и ДНК, образует длинные полимерные молекулы, составленные из четырех блоков — нуклеотидов. Нуклеотиды РНК и ДНК разные, кроме того, в отличие от ДНК, РНК не формирует двойную спираль. В РНК закодирована наследственная информация многих вирусов.

Серологический тест. В данном случае тест на антитела к коронавирусу. Название происходит от английского слова serum, то есть сыворотка крови.

Спайк-белок. Один из поверхностных белков коронавируса, при помощи которого он цепляется за клеточные рецепторы ACE2. Именно на спайк-белок направлено основное внимание ученых, разрабатывающих лекарства и вакцины против COVID-19. Если им удастся каким-то образом вывести спайк-белок из игры, вирус не сможет заражать новые клетки.

Стероиды. Органические вещества с определенной структурой (которая включает четыре кольцевых углеводородных кольца с «довеском»). В живых организмах выполняют два типа функций: входят в состав клеточных мембран и являются важными сигнальными молекулами. К стероидам относятся глюкокортикоиды, стероидные гормоны, продуцируемые корой надпочечников, и их синтетические аналоги. Они обладают широким спектром действия, в том числе угнетают иммунитет и снижают воспаление.

Субъединичная вакцина. Вакцина, представляющая собой белок возбудителя того или иного заболевания или его фрагмент.

Суперраспространение. Эпидемиологический феномен, когда инфицированный заражает намного больше других людей, чем большинство других инфицированных. Иногда используется синоним «суперспрединг», калька с английского superspreading, то есть суперраспространение.

Фомит. Предмет или поверхность, загрязненные инфекционными агентами.

Фурин. Протеаза, присутствующая на внешней поверхности многих человеческих клеток. Коронавирус использует эту протеазу для проникновения внутрь клеток: она расщепляет спайк-белок, после чего вирусная частица как бы подтягивается ближе к клеточной мембране.

Цитокиновый шторм. Патологическая гиперактивация иммунной системы, в ходе которой иммунный ответ раскручивается все сильнее и сильнее, вместо того чтобы постепенно угасать. Выделяемые иммунными клетками цитокины, стимулирующие воспаление, привлекают новые иммунные клетки, которые, в свою очередь, тоже выделяют цитокины.

Цитокины. Общее название небольших белков, выделяемых клетками и выполняющих сигнальную функцию.

Цитоплазма. Внутреннее пространство клетки за исключением ядра.

Экспонента. Функция вида y = ex, где e — математическая константа, примерно равная 2,72 (число Эйлера). Параметры процессов, протекающих экспоненциально, за одинаковое количество времени меняются в одно и то же количество раз.

Эндоплазматический ретикулум. Особое пространство внутри клетки, лабиринт из мембранных стенок. Внутри эндоплазматического ретикулума, в частности, синтезируются белки и липиды.

Эндосома. Мембранный пузырек, чаще всего формирующийся при «впячивании» той или иной клеточной мембраны. Например, когда иммунные клетки проглатывают вирус, они заключают его как раз в такой пузырек.

Эпитоп. Небольшой фрагмент чужеродной молекулы, к которому прикрепляются рожки антител. На одной и той же молекуле может быть множество различных эпитопов, каждый из которых узнается своим отдельным антителом.

Ядро. Ограниченное двойной липидной мембраной пространство, внутри которого находятся хромосомы. Организмы, клетки которых имеют ядро, называют эукариотами — в противовес прокариотам, у которых ядра нет, а геном находится непосредственно в цитоплазме, хотя может быть прикреплен к тем или иным структурам. К прокариотам относятся, например, бактерии.

ACE2. Рецептор на различных клетках человека, цепляясь за который коронавирус проникает внутрь клетки.

B-клетки. Особый тип лимфоцитов (клеток иммунной системы), отвечающий за синтез антител. Часть системы адаптивного (приобретенного) иммунитета.

BSL-3. Лаборатория повышенного класса защиты, в данном случае третьего. В таких лабораториях ученые работают с опасными патогенами. Всего различают четыре класса защиты лабораторий. В лабораториях класса BSL-1 работают с безобидными объектами. Самый серьезный класс защиты — BSL-4. В таких лабораториях исследуют наиболее опасные микроорганизмы и вирусы, например возбудителей сибирской язвы, чумы, лихорадки Эбола.

CD147. Рецептор на различных человеческих клетках. Предположительно, коронавирус может использовать его, чтобы проникать внутрь клеток.

MERS. Ближневосточный респираторный синдром (название — сокращение от англ. Middle East respiratory syndrome). Самый злобный из группы коронавирусов, с летальностью около 35 %. Самые крупные вспышки происходили в 2012 году в Южной Корее и в 2015 году в Саудовской Аравии. Отдельные случаи заболевания регистрируются до сих пор.

RBD-участок. Участок спайк-белка коронавируса, непосредственно связывающийся с рецептором ACE2 на человеческих клетках (название — от англ. receptor binding domain).

SARS. Вирус атипичной пневмонии (название — сокращение от англ. severe acute respiratory syndrome, тяжелый острый респираторный синдром). Также относится к группе коронавирусов, но отличается довольно высокой летальностью — около 11 %. Вспышки SARS детектировались в разных странах мира в 2002–2004 годах.

T-клетки. Особый тип лимфоцитов (клеток иммунной системы), узнающий и уничтожающий патогены (Т-киллеры). Еще одна разновидность Т лимфоцитов — Т-хелперы — помогает B-клеткам более эффективно синтезировать антитела. Относятся к системе адаптивного (приобретенного) иммунитета.

TMPRSS2. Протеаза, присутствующая на внешней поверхности многих человеческих клеток. Коронавирус использует эту протеазу для проникновения внутрь клеток: она расщепляет спайк-белок, после чего вирусная частица как бы подтягивается ближе к клеточной мембране.

Благодарности

Решение написать книгу о коронавирусе было принято спонтанно — как и большинство других решений в эту эпидемию — поэтому никаких условий для такой работы не было. У меня только что родилась вторая дочь, а первая маялась от скуки дома на карантине. Кафе, рестораны и коворкинги, где можно сосредоточиться хотя бы на несколько часов, закрыты, и выйти из дома можно только на прогулку в парк. Значительная часть книги написана именно там, на лавочке возле пруда, пока младенец спал в коляске, так что первая моя благодарность — властям Германии, которые смогли не довести ситуацию до предела, после которого нужно было бы вводить полный локдаун.

В апреле правила ужесточились и сидеть на лавочке стало нельзя. Проект грозил закончиться на середине, но мой муж самоотверженно взял на себя старшего ребенка — а временами и младшего. Если бы не он, книги бы не было. Вряд ли какие-то слова могут выразить степень моего восхищения и признательности.

Отдельно хочу поблагодарить мою старшую дочку Зою. Спасибо тебе за невероятное для столь юного возраста терпение и понимание, что маме опять нужно сегодня поработать:(Надеюсь, дальше будет проще.

Огромное спасибо прекрасному Павлу Подкосову, директору издательства «Альпина нон-фикшн», за то, что он согласился на безумный замысел выпустить книгу о вирусе в разгар эпидемии — еще и с учетом всех моих обременений. Спасибо менеджеру проектов АНФ Александре Казаковой и литредактору Любови Сумм, которые терпеливо вносили бесконечные правки — «потому что вышло очень важное исследование, его нельзя не упомянуть». Спасибо члену редакционного совета АНФ Андрею Бабицкому за «причесывание» текста и избавление от кавычек (прости, здесь никак не смогла удержаться).

В книге я рассматриваю пандемию с разных сторон, от вирусологии до эпидемиологии, — и крайне самонадеянно было бы считать, что я могу досконально разобраться во множестве далеких друг от друга тем. Избежать большого количества ошибок и неточностей и в целом сделать книгу намного лучше помогли три замечательных научных редактора, за что им огромное спасибо.

Александр Мельников, врач-терапевт, заведующий отделением сомнологии Национального медицинского исследовательского центра оториноларингологии ФМБА России, в пандемию отправившийся работать в Климовский дом-интернат для инвалидов и престарелых, когда там была вспышка COVID-19. Александр мужественно внедрял в интернате общемировые стандарты защиты от инфекции и терапии — вполне успешно. До, во время и после ковидной смены Александр писал и пишет у себя в фейсбуке о ковиде и о медицине вообще.

Илья Ясный, кандидат химических наук, руководитель научной экспертизы фармацевтического венчурного фонда «Инбио Венчурс», автор и редактор отличного сайта о биологии и исследованиях «Биомолекула», статей на медицинскую тематику в СМИ и просто большой эрудит. В своем фейсбуке он делится последними новостями из мира биотеха, фармакологии, биологических и медицинских исследований.

Егор Воронин, PhD, вирусолог, управляющий директор биотехнологической компании Worcester HIV Vaccine, автор прекрасного ЖЖ-блога shvarz о вирусологии и биологии. Это одно из лучших мест в сети, где можно найти достоверную и объясненную для неспециалистов информацию о новых исследованиях коронавируса и не только.

Отдельное спасибо Михаилу Гельфанду, доктору биологических наук, самому известному биоинформатику России и одному из оплотов здравого смысла в отечественном научном сообществе, который согласился прочитать книгу в рукописи и сделал ряд очень ценных замечаний. Помимо исследовательской деятельности Михаил Гельфанд много лет работает заместителем главного редактора газеты для научного сообщества «Троицкий вариант» и активно занимается проектом по поиску плагиата в диссертациях «Диссернет». Если вы вдруг ничего не знаете об этих замечательных инициативах, обязательно узнайте.

«Специальные» главы дополнительно читали и комментировали эксперты конкретно по этим темам. Глава о тестировании во многом вдохновлена зажигательными постами в фейсбуке Екатерины Померанцевой, врача-генетика, кандидата биологических наук, научного консультанта лаборатории Genetico, руководителя медицинского отдела компании Gontard & Cie. Genetico совместно с Институтом молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта РАН создали серологические тесты CoronaPass на антитела к коронавирусу, и Катя принимала в этом самое непосредственное участие, занимаясь разработкой, валидацией, а также созданием модели испытаний и сбором контрольных образцов, для того чтобы выдаваемые результаты были максимально достоверными.

Эпидемиологические главы согласился посмотреть Антон Барчук, онкоэпидемиолог, научный сотрудник Европейского университета в Санкт-Петербурге и ФГБУ «НМИЦ онкологии имени Н. Н. Петрова» Минздрава России. Используя в том числе тесты CoronaPass, Антон и соавторы в июле-августе 2020 года исследовали, у какой доли жителей Санкт-Петербурга есть антитела к коронавирусу, — и в августе специфические IgG и IgM обнаружились у 10–13 % протестированных. В июле эта цифра колебалась в районе 9 %.

Отдельно хочу поблагодарить замечательного художника Олега Добровольского. Олег иллюстрировал мою первую книгу «Воля и самоконтроль. Как гены и мозг мешают нам бороться с соблазнами» и совершенно восхитил меня невероятной скоростью работы и умением точно понимать, что я хочу видеть на картинке. В этот раз все было точно так же, плюс Олег сумел оживить даже скучные графики и схемы.

Огромное спасибо компании Visual Science, занимающейся в числе прочего визуализацией научных данных. Команда Visual Science создала множество самых эффектных изображений вирусов (и не только их!), в том числе и SARS-CoV-2. Именно их шикарная иллюстрация использована на обложке этой книги.

Еще одна благодарность — Илье Колмановскому, кандидату биологических наук, журналисту, автору и ведущему замечательного подкаста о науке и научных открытиях «Голый землекоп», который прочел книгу в рукописи и написал столь лестный отзыв на обложку.

И конечно, огромное спасибо всем читателям моего блога в фейсбуке, телеграм-канала «Безвольные каменщики» и канала на ютьюбе. Ваши вопросы и комментарии — важнейший источник идей, какие новые аспекты и направления коронавирусных исследований стоит осветить.

Комментарии

1

Хотя у недавно открытых гигантских вирусов он есть.

2

В книге я часто употребляю выражения вроде «вирусы увеличивают мутагенность» или «эволюция придумала хитрый ход». Но важно понимать: ни у вирусов, ни у эволюции, ни у природы нет сознательной воли развиваться в том или ином направлении. Просто некоторые случайно возникшие изменения закрепляются, так как способствуют лучшему выживанию и/или размножению. Череда таких циклов изменений и отбора под давлением среды и создает впечатление направленного процесса.

3

На самом деле, сравнивая SASR-CoV-2 с короной, авторы названия, скорее всего, имели в виду солнечную корону. Но вариант с морской миной по-прежнему представляется более удачным.

4

Хотя существует и форма, которая не закреплена в мембране.

5

В этом месте вдумчивый читатель может спросить: если ACE2 входит в систему, отвечающую за давление, что он делает во всех этих органах? Правильный ответ на это: мы точно не знаем. Биологические системы очень сложны, и нередко один и тот же игрок задействован в самых разных процессах, а сами эти процессы сложно влияют друг на друга. После эпидемии SARS предпринимались cлабые попытки разобраться, какие еще функции выполняет в организме ACE2[3], однако особого развития подобные работы не получили и ограничиваются в основном животными моделями.

6

Повторюсь: вирусы не обладают разумом и не сидят ночами, планируя, как бы поработить еще больше жертв. Этот механизм они получили в ходе случайных мутаций или рекомбинации (обмена кусками генетического материала) с другими вирусами. Просто так удобнее описывать происходящее.

7

По названию белка можно узнать, что он делает. Окончание — аза указывает на то, что белок обладает ферментативной активностью, то есть может катализировать какую-нибудь химическую реакцию. Первая часть названия отражает субстрат, реакцию с которым катализирует фермент, — в данном случае это протеины, то есть белки. По тому же принципу фермент, липаза катализирует расщепление жиров, а рибонуклеаза, или РНКаза, отвечает за расщепление рибонуклеиновых кислот. На самом деле это только одна из классификаций (есть еще, например, классификация по типу катализируемой реакции), но знать именно ее полезно, так как она позволяет, не залезая в «Википедию» или учебник биохимии, сразу понять, какую функцию выполняет тот или иной белок.

8

Столь существенная разница связана не с тем, что ДНК-полимеразы не допускают ошибок: допускают, но умеют самостоятельно исправлять их.

9

Хотя, разумеется, даже у самых коварных патогенов это получается не в 100 % случаев.

10

Если говорить о более строгом определении, эукариоты — это существа, большая часть ДНК которых спрятана в ядре — особом пространстве, отделенном от цитоплазмы мембраной. В противовес им у прокариот, к которым относятся бактерии и археи, такого выделенного пространства для хранения ДНК нет. Геном прокариот свободно «болтается» в цитоплазме либо может быть связан с какими-то структурами, но он в любом случае не отделен от цитоплазмы мембраной стенкой.

11

Впрочем, в подавляющем числе случаев эти патогены эффективно не распространялись среди людей, и болезни ограничивались очень небольшим количеством зараженных.

12

«Похоже» — так как это предположение все еще находится на стадии гипотезы. Как и многое, что имеет отношение к нынешней эпидемии.

13

Хотя при заражении ретровирусами, которые тоже несут РНК-геном, на определенной стадии их жизненного цикла синтезируется ДНК-интермедиат.

14

Мы внезапно перешли от нуклеотидных последовательностей к аминокислотным, так как некоторые изменения в геномах коронавирусов могут не влиять на последовательность синтезируемых белков. Одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами, причем одну и ту же аминокислоту могут кодировать несколько троек нуклеотидов — их называют кодоны. «Неважные» нуклеотиды — то есть те, которые можно поменять, не влияя на итоговое значение кодона, — находятся в позициях три и иногда два. Мутации по этим позициям не влияют на аминокислотную последовательность белков.

15

Впрочем, уже летом изрядная часть этих людей (по крайней мере, в России) смело отправилась на переполненные морские курорты. И разумеется, на побережье никто не носит ни маску, ни перчатки. Да и в целом в мире к осени настроения изменились: люди устали бояться, начали считать, что коронавирус не так уж опасен, и стали массово «забивать» на меры предосторожности.

16

Это означает, что компетентные рецензенты, работающие в той же области науки, внимательно прочли статьи и не нашли в методах и выводах авторов серьезных огрехов. Другими словами, результатам, которые опубликованы в таких уважаемых журналах, а не, скажем, в виде препринта или на личной странице авторов, доверия намного больше.

17

Если у нас есть набор данных, например о длительности инкубационного периода, медиана делит его надвое так, что количество случаев, когда длительность больше и меньше этого значения, одинаково. Очень часто медиана намного лучше характеризует свойства набора данных, чем среднее, так как среднее склонно смещаться в сторону экстремумов — явно аномальных величин, а медиана к такому смещению устойчива.

18

Слово «карнавал» может смущать, но на деле этот традиционный праздник представляет собой нечто вроде ярмарки со множеством маленьких забегаловок или просто столиков, где люди собираются вместе выпить пива, поболтать и попеть.

19

Хотя постепенно накапливается все больше данных, что у значительного числа переболевших остается длительный «хвост» недомоганий, которые проходят довольно медленно. Мы подробнее поговорим о них ниже в этой главе.

20

Пептидами принято называть короткие белки. Впрочем, иногда это слово или его вариант «полипептид» используется как полный синоним белка.

21

На самом деле авторы не оценивали количество собственно белков. Они анализировали, сколько в клетках РНК, с которых эти белки синтезируются. Хотя часто эти два параметра совпадают, для окончательной уверенности необходимо показать, что на поверхности изученных клеток действительно одновременно присутствуют оба белка. Но сделать это технически намного сложнее, чем определить, есть ли в клетках РНК, соответствующая тому или иному белку.

22

Это далеко не единственное объяснение, почему у одних людей COVID-19 переходит в тяжелую форму, а другие даже не замечают, что чем-то переболели. Скорее всего, сценарий развития болезни определяют сразу несколько факторов, играющих «за» или «против». Ниже мы обсудим многие из них.

23

Так как ПЦР-тесты ловят вирус далеко не всегда, в действительности процент детей, получивших SARS-CoV-2 от матери, может быть выше.

24

Ученые обнаружили активацию Т-клеток памяти и появление специфических к различным эпитопам этих белков CD4-лимфоцитов и CD8-лимфоцитов (Т-хелперов и Т-киллеров).

25

Важно оговориться, что работа выполнена на малом числе пациентов — 37. Тем не менее это исследование во многом задает направления, в которых имеет смысл двигаться при изучении вопроса.

26

На самом деле все сложнее, и при «нормальном» иммунном ответе врага узнают не только B-, но и Т-клетки (им показывают куски «вторженцев» особые антигенпрезентирующие клетки), которые затем активируют В-лимфоциты. Это позволяет запустить иммунный ответ при гораздо меньших концентрациях патогена. Т-клетки тоже проходят через мутационный процесс и тоже могут узнавать бесчисленное множество чужеродных молекулярных мотивов. При этом мутации проходят независимо от тех, что идут в B-клетках, и активированная Т-клетка должна найти и возбудить только ту B-клетку, которая случайно узнает тот же мотив, — и это далеко не все чудеса. Иммунная система — одна из самых хитроумных и запутанных систем нашего организма, многие детали работы которой мы всё еще не понимаем. Поэтому не стоит принимать на веру гуляющие по интернету «простые» объяснения того, что происходит при какой-нибудь болезни, и верить советам в духе «для укрепления иммунитета отлично помогает вот эта травка».

27

На самое деле все еще сложнее: и гуморальная, и клеточная составляющие могут быть врожденными или приобретенными. В этих двух случаях участники цепочек защитных реакций будут совершенно разными (скажем, приобретенная гуморальная компонента — это антитела, а врожденная — всевозможные лизоцимы). Но в данном случае нам нет смысла вдаваться в эти детали, тем более что при активации клеточной ветви иммунитета при вторжении SARS-CoV-2 активируются как врожденные, так и приобретенные механизмы.

28

Основными игроками считаются цитокины IL-1, IL-6, IL-12 и TNF. Уровень этих молекул повышается и при обычном воспалении, но в случае гиперреакции иммунной системы концентрация этих цитокинов особенно высока.

29

К этой группе часто относят себя те, кто «болеют простудами от любого сквозняка», но нет, в данном случае речь идет о серьезных иммунодефицитах.

30

В одной из работ авторы обнаружили в тканях сердца погибших от COVID-19 вирусную РНК[155]. Однако в самих кардиомиоцитах ее не было — РНК, вероятно, присутствовала в так называемых интерстициальных клетках (они выполняют структурную, а не сократительную функцию) и в иммунных клетках, прибывших в сердце на борьбу с вирусом.

31

ИМТ — индекс массы тела, условный показатель, определяющий, насколько вес человека отличается от оптимального. Грубо говоря, ИМТ — это количество жира, которое приходится на единицу площади тела. Он определяется как вес в килограммах, деленный на квадрат роста в метрах. Очевидно, у накачанных людей высокий ИМТ не означает наличие лишнего веса, но для большинства этот параметр вполне адекватен.

32

С чем связана разница в летальности между госпитализированными пациентами и всеми выявленными заболевшими, сказать сложно: вероятно, с большим количеством смертей вне больниц, особенно в начале эпидемии.

33

Мы знаем, что этого оказалось достаточно, по одной простой причине: человечество выжило, несмотря на явную слабость мужского иммунитета.

34

Конкретно речь идет о CD4- и CD8-клетках, то есть Т-хелперах и Т-киллерах соответственно.

35

При этом доля обладателей разных групп крови среди заболевших коронавирусной инфекцией в разных странах отличалась. Это может быть связано с разным распределением по группам крови: оно сильно варьирует в зависимости от страны. Например, в Китае группа А(II) не является самой распространенной. Именно поэтому исследователи сравнивали цифры по заболевшим с цифрами по конкретной популяции.

36

Хотя для использования лекарства не по прямому назначению (off-label) все же требуется получить определенные бумаги, но их количество — и время выдачи — ни в какое сравнение не идет с полноценным процессом выдачи разрешения с нуля.

37

Хотя еще до Раута использовать хлорохины для лечения коронавирусной инфекции предложили китайские[231] и итальянские[232] исследователи, глобальный пиар этому веществу обеспечил именно французский ученый.

38

На самом деле все сложнее, и даже итоги двойных слепых рандомизированных исследований не всегда оказываются правомерными, но в случае, когда необходимые критерии не соблюдаются, об объективности говорить не приходится: слишком много факторов, которые влияют на результат. Также можно добавить, что ослепление не всегда возможно и не всегда требуется, например если речь идет о лечении ранее неизлечимого заболевания. Но в случае с проверкой эффективности гидроксихлорохина как лекарства от COVID-19 золотой стандарт точно применим.

39

P-значение составило 0,059. Не вдаваясь в детали: обычно считается, что для признания результата статистически достоверным оно должно быть меньше 0,01. Иногда, впрочем, используют значение 0,05. Однако отсутствие статистической значимости не означает отсутствия клинической: может не хватить, например, размера выборки для демонстрации, что наблюдаемый эффект статистически значим.

40

Назначать препарат рекомендуется только пациентам, которым нужна «несильная» кислородная поддержка — то есть не ИВЛ, ЭКМО или высокопотоковая кислородотерапия.

41

У некоторых пациентов организм, очевидно, справляется с вирусом только силами T-клеток. Но мы всё еще плохо понимаем, как именно развиваются события в этом случае и почему у кого-то реализуется такой сценарий.

42

Оговоримся, что такое деление на стадии условно: у некоторых пациентов неконтролируемый выброс цитокинов может начаться уже через несколько дней после заражения, а у кого-то вторая стадия может растянуться на несколько недель, никогда не переходя в третью. По мере того как ученые будут все больше узнавать про патогенез коронавирусной инфекции, мы сможем лучше разбираться, у кого, когда и почему болезнь переходит в тяжелую форму, и предсказывать этот сценарий, основываясь на изменениях в значениях тех или иных биохимических параметров.

43

Мы подробно говорили об ОРДС в главе «Что коронавирус делает с нами».

44

Германия в принципе знаменита своей нелюбовью назначать какие-либо лекарства без явной на то нужды: два главных препарата у врачей первичного звена — парацетамол и ибупрофен. В России медики часто придерживаются противоположного подхода и даже при насморке выписывают огромное количество лекарственных средств.

45

Убедительных доказательств его эффективности тоже нет.

46

Максимально полная схема компенсации дыхательной недостаточности включает следующие последовательные шаги: пронация — низкопотоковая кислородотерапия — высокопотоковая кислородотерапия или неинвазивная вентиляция легких — инвазивная вентиляция легких — ЭКМО.

47

Слово «почти» здесь очень важно. Из-за того что вакцина и реальный возбудитель не одно и то же, они выглядят для организма по-разному. Соответственно, иммунная система реагирует на них по-разному. Чем лучше вакцина, тем больше спровоцированный ею иммунный ответ похож на тот, что развивается при встрече с настоящим патогеном. Ниже мы поговорим об этом подробнее.

48

Хотя ВИЧ-инфекция — одна из двух продолжающихся сегодня пандемий и она, безусловно, представляет угрозу для общества, вызывающий болезнь вирус слишком хорошо уходит от иммунного ответа. Поэтому ВИЧ-инфекция — редкий пример опасного и распространенного вирусного заболевания, которое удается контролировать при помощи специфических противовирусных лекарств, а не вакцинации.

49

На самом деле иммунный ответ развивается и на белки, которые находятся внутри вирусной оболочки. Но он формируется другим способом и нередко не связан с выработкой антител, поэтому при создании вакцин ученые редко принимают его во внимание.

50

В качестве плацебо часто используют не «пустышку», а, например, вакцину от другого заболевания.

51

Еще один вариант — вирус был уничтожен исключительно силами врожденного иммунитета. Чтобы проверить эту версию, необходимо определить, есть ли в крови таких переболевших Т-клетки памяти, запомнившие антигены SARS-CoV-2. Если они есть — значит, при инфекции была активирована Т-клеточная ветвь, то есть приобретенный иммунитет. Отсутствие «воспоминаний» о вирусе в образцах будет свидетельствовать, что включался только врожденный иммунитет.

52

Теоретически у настоящего вируса S-белок может отличаться от спайка из векторных и тем более субъединичных вакцин — например, S-белок может быть прикрыт от иммунной системы другими структурами вирусной оболочки. Чтобы убедиться, что антитела, выработанные в результате вакцинации, узнают спайк-белок в боевых условиях, с кровью привитых добровольцев проводят тест на нейтрализацию вируса, то есть добавляют плазму с антителами к содержащему вирус раствору, оставляют на некоторое время для реакции, а затем капают этот раствор на культуры клеток. Если после проделанных манипуляций вирус теряет способность инфицировать клетки — значит, в плазме были нейтрализующие антитела.

53

Полимеразу, работающую в ПЦР, выделяют из термостойких бактерий, так как технология требует многократного нагревания реакционной смеси до высоких температур

54

Вторая нить не идентична первой: она ей комплементарна. Нуклеотиды как ДНК, так и РНК легко «спариваются» друг с другом: А (аденин) образует пару с Т (тимином), а Г (гуанин) с Ц (цитозином). Соответственно, если полимераза видит последовательность ААТТГГЦАЦ, она построит новую нить ТТААЦЦГТГ. В случае РНК вместо тимина пару с аденином образует урацил (У).

55

Вероятнее всего, IgA тоже появляются относительно рано, но про их динамику мало что известно, поэтому для диагностики тестирование на них не используют.

56

Это лишь один из возможных принципов тест-полосок, возможны и другие.

57

Еще один важный вопрос — количественным или качественным был серологический тест, который вы делали. По титру антител, особенно если у вас обнаружены и IgG, и IgM, можно сделать вывод о стадии болезни. Грубо говоря, если IgM достаточно много, вероятно, вы заразились недавно (но все равно опасности для окружающих, скорее всего, не представляете, так как стандартные тесты стабильно выявляют антитела не раньше 14-го дня после проявления симптомов). Если же количество IgM на грани обнаружения, а титр IgG при этом высокий, скорее всего, с момента заражения прошло много времени. Качественный или полуколичественный тест (такие тесты выдают не точную цифру, а превышение над условной нормой) определить точный титр не может, он только выявляет сам факт наличия антител. Поэтому имеет смысл поинтересоваться, какой именно тест используют в той лаборатории или поликлинике, где вы решили сдать анализ.

58

Впрочем, есть и другие причины. Создатели тестов и использующие их медики жалуются, что ложноположительные результаты могут появляться, если у пациента повышенное содержание холестерина и в целом липидов, высокий гемоглобин и другие особенности биохимии.

59

Напомню сам анекдот: двух путешественников на воздушном шаре бурей отнесло в незнакомую местность. Опустившись на землю, воздухоплаватели увидели прохожего и задали ему вопрос, где они находятся. Тот ответил: «На воздушном шаре» — и ушел. «Я думаю, это был математик», — после некоторого молчания сказал один из путешественников. «Почему?» — спросил второй. «Его ответ абсолютно точен — и совершенно бесполезен».

60

Чтобы использовать такой метод оценки, необходимо предварительно определить, у какого процента тех, кто перенес COVID-19, появляются антитела.

61

Позже, когда врачи и ученые стали лучше понимать патогенез коронавирусной инфекции, интубировать пациентов стали гораздо реже. Во-первых, медики научились отчасти предотвращать переход в критическую фазу, а во-вторых, стало понятно, что сама по себе ИВЛ не панацея и большая часть интубированных пациентов все равно умирает.

62

Это тоже некоторое упрощение: в зависимости от структуры популяции R_0 также может варьировать. Грубо говоря, в большом густонаселенном городе оно будет выше, чем в сельской местности с плохо налаженными коммуникациями.

63

Есть и другие причины, из-за которых тест-системы на основе реакции LAMP не получили широкого распространения. Первая — долгий и муторный процесс валидации, на который многие лаборатории не готовы. Вторая причина — LAMP требует тех же реактивов, что и обычная ОТ-ПЦР. Из-за коронавируса на них и так гигантский спрос, и заказчики буквально выстраиваются в очередь. Обеспечить необходимыми субстанциями еще один сегмент прямо сейчас производители не в состоянии[369].

64

Все эти рассуждения основаны на идее, что после встречи с SARS-CoV-2 у людей сохраняется длительный иммунитет. Пока это неочевидно: точно мы знаем только то, что его хватает на несколько месяцев. Это было написано в середине лета — и уже в сентябре стало ясно, что этот сценарий в полной мере реализовался.

Примечания

1

S. Duffy, «Why are RNA virus mutation rates so damn high?», PloS Biol., vol. 16, no. 8, p. e3000003, Aug. 2018.

2

C. A. Suttle, «Viruses in the sea», Nature, vol. 437, no. 7057, pp. 356–361, Sep. 2005.

3

E. Braun and D. Sauter, «Furin-mediated protein processing in infectious diseases and cancer», Clin. Transl. Immunol., vol. 8, no. 8, Jan. 2019.

4

K. Wang et al., «SARS-CoV-2 invades host cells via a novel route: CD147-spike protein», bioRxiv, p. 2020.03.14.988345, Jan. 2020.

5

X. Wang et al., «SARS-CoV-2 infects T lymphocytes through its spike protein-mediated membrane fusion», Cell. Mol. Immunol., Apr. 2020.

6

H. Wang et al., «SARS coronavirus entry into host cells through a novel clathrin- and caveolae-independent endocytic pathway», Cell Res., vol. 18, no. 2, pp. 290–301, Feb. 2008.

7

M. Hoffmann et al., «SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor», Cell, vol. 181, no. 2, pp. 271–280.e8, Apr. 2020.

8

J. Shang et al., «Cell entry mechanisms of SARS-CoV-2», Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 117, no. 21, pp. 11727–11734, May 2020.

9

E. Braun and D. Sauter, «Furin-mediated protein processing in infectious diseases and cancer», Clin. Transl. Immunol., vol. 8, no. 8, Jan. 2019.

10

K. Kuba, Y. Imai, and J. M. Penninger, «Multiple Functions of Angiotensin-Converting Enzyme 2 and Its Relevance in Cardiovascular Diseases», Circ. J., vol. 77, no. 2, pp. 301–308, 2013.

11

T. Ivanova et al., «Optimization of Substrate-Analogue Furin Inhibitors», ChemMedChem, vol. 12, no. 23, pp. 1953–1968, Dec. 2017.

12

Y. M. Bar-On, A. Flamholz, R. Phillips, and R. Milo, «SARS-CoV-2 (COVID-19) by the numbers», Elife, vol. 9, Apr. 2020.

13

K. B. Anand, S. Karade, S. Sen, and R. M. Gupta, «SARS-CoV-2: Camazotz’s Curse», Med. J. Armed Forces India, vol. 76, no. 2, pp. 136–141, Apr. 2020.

14

D. E. Gordon et al., «A SARS-CoV-2 protein interaction map reveals targets for drug repurposing», Nature, vol. 583, no. 7816, pp. 459–468, Jul. 2020.

15

Y. Zhang et al., «The ORF8 Protein of SARS-CoV-2 Mediates Immune Evasion through Potently Downregulating MHC–I», bioRxiv, p. 2020.05.24.111823, Jan. 2020.

16

A. B. Gussow, N. Auslander, G. Faure, Y. I. Wolf, F. Zhang, and E. V. Koonin, «Genomic determinants of pathogenicity in SARS-CoV-2 and other human coronaviruses», Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 117, no. 26, pp. 15193–15199, Jun. 2020.

17

M. J. Costello, R. M. May, and N. E. Stork, «Can We Name Earth’s Species Before They Go Extinct?» Science, vol. 339, no. 6118, pp. 413–416, Jan. 2013.

18

K. J. Locey and J. T. Lennon, «Scaling laws predict global microbial diversity», Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 113, no. 21, pp. 5970–5975, May 2016.

19

Y. Ikeda, «Feline Host Range of Canine parvovirus: Recent Emergence of New Antigenic Types in Cats», Emerg. Infect. Dis., vol. 8, no. 4, pp. 341–346, Apr. 2002.

20

É. Leal et al., «Regional adaptations and parallel mutations in Feline panleukopenia virus strains from China revealed by nearly-full length genome analysis», PLoS One, vol. 15, no. 1, p. e0227705, Jan. 2020.

21

K. E. Jones et al., «Global trends in emerging infectious diseases», Nature, vol. 451, no. 7181, pp. 990–993, Feb. 2008.

22

Там же.

23

W. Li, «Bats Are Natural Reservoirs of SARS-Like Coronaviruses», Science (80-.)., vol. 310, no. 5748, pp. 676–679, Oct. 2005.

24

N. Wang et al., «Serological Evidence of Bat SARS-Related Coronavirus Infection in Humans, China», Virol. Sin., vol. 33, no. 1, pp. 104–107, Feb. 2018.

25

Y.-Y. Shen, L. Liang, Z.-H. Zhu, W.-P. Zhou, D. M. Irwin, and Y.-P. Zhang, «Adaptive evolution of energy metabolism genes and the origin of flight in bats», Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 107, no. 19, pp. 8666–8671, May 2010.

26

J. Xie et al., «Dampened STING-Dependent Interferon Activation in Bats», Cell Host Microbe, vol. 23, no. 3, pp. 297–301.e4, Mar. 2018.

27

M. Ahn, J. Cui, A. T. Irving, and L.-F. Wang, «Unique Loss of the PYHIN Gene Family in Bats Amongst Mammals: Implications for Inflammasome Sensing», Sci. Rep., vol. 6, no. 1, p. 21722, Feb. 2016.

28

E. Ryan, R. Hollingworth, and R. Grand, «Activation of the DNA Damage Response by RNA Viruses», Biomolecules, vol. 6, no. 1, p. 2, Jan. 2016.

29

C. E. Brook et al., «Accelerated viral dynamics in bat cell lines, with implications for zoonotic emergence», Elife, vol. 9, Feb. 2020.

30

K. Xiao et al., «Isolation of SARS-CoV-2-related coronavirus from Malayan pangolins», Nature, May 2020.

31

V. D. Menachery et al., «A SARS-like cluster of circulating bat coronaviruses shows potential for human emergence», Nat. Med., vol. 21, no. 12, pp. 1508–1513, Dec. 2015.

32

M. F. Boni et al., «Evolutionary origins of the SARS-CoV-2 sarbecovirus lineage responsible for the COVID-19 pandemic», Nat. Microbiol., Jul. 2020.

33

D. Lim and B. Ehley, «Fauci says White House told NIH to cancel funding for bat virus study», Politico, 23-Jun-2020.

34

«NIH establishes Centers for Research in Emerging Infectious Diseases», National Institutes of Health, 27-Aug-2020.

35

A. W. H. Chin et al., «Stability of SARS-CoV-2 in different environmental conditions», The Lancet Microbe, vol. 1, no. 1, p. e10, May 2020.

36

S. Li et al., «COVID-19 receptor ACE2 is expressed in human conjunctival tissue, expecially in diseased conjunctival tissue», medRxiv, p. 2020.05.21.20109652, Jan. 2020.

37

N. van Doremalen et al., «Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1», N. Engl. J. Med., vol. 382, no. 16, pp. 1564–1567, Apr. 2020.

38

K. G. Lokugamage, A. Hage, C. Schindewolf, R. Rajsbaum, and V. D. Menachery, «SARS-CoV-2 is sensitive to type I interferon pretreatment», bioRxiv, p. 2020.03.07.982264, Jan. 2020.

39

L. Ferretti et al., «Quantifying SARS-CoV-2 transmission suggests epidemic control with digital contact tracing», Science, vol. 368, no. 6491, p. eabb6936, May 2020.

40

J. L. Santarpia et al., «Transmission Potential of SARS-CoV-2 in Viral Shedding Observed at the University of Nebraska Medical Center», medRxiv, p. 2020.03.23.20039446, Jan. 2020.

41

Z.-D. Guo et al., «Aerosol and Surface Distribution of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 in Hospital Wards, Wuhan, China, 2020», Emerg. Infect. Dis., vol. 26, no. 7, Jul. 2020.

42

L. Ferretti et al., «Quantifying SARS-CoV-2 transmission suggests epidemic control with digital contact tracing», Science, vol. 368, no. 6491, p. eabb6936, May 2020.

43

X. He et al., «Temporal dynamics in viral shedding and transmissibility of COVID-19», Nat. Med., vol. 26, no. 5, pp. 672–675, May 2020.

44

T. Ganyani et al., «Estimating the generation interval for coronavirus disease (COVID-19) based on symptom onset data, March 2020», Eurosurveillance, vol. 25, no. 17, Apr. 2020.

45

R. Wölfel et al., «Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019», Nature, Apr. 2020.

46

J. J. A. van Kampen et al., «Shedding of infectious virus in hospitalized patients with coronavirus disease-2019 (COVID-19): duration and key determinants», medRxiv, p. 2020.06.08.20125310, Jan. 2020.

47

S. Asadi, A. S. Wexler, C. D. Cappa, S. Barreda, N. M. Bouvier, and W. D. Ristenpart, «Aerosol emission and superemission during human speech increase with voice loudness», Sci. Rep., vol. 9, no. 1, p. 2348, Dec. 2019.

48

H. Streeck et al., «Infection fatality rate of SARS-CoV-2 infection in a German community with a super-spreading event», medRxiv, p. 2020.05.04.20090076, Jan. 2020.

49

X. Xie, Y. Li, H. Sun, and L. Liu, «Exhaled droplets due to talking and coughing», J. R. Soc. Interface, vol. 6, no. suppl_6, Dec. 2009.

50

V. Knight, «Viruses as Agents of Airborne Contagion», Ann. N. Y. Acad. Sci., vol. 353, no. 1, pp. 147–156, Dec. 1980.

51

R. Wölfel et al., «Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019», Nature, Apr. 2020.

52

V. Stadnytskyi, C. E. Bax, A. Bax, and P. Anfinrud, «The airborne lifetime of small speech droplets and their potential importance in SARS-CoV-2 transmission», Proc. Natl. Acad. Sci., p. 202006874, May 2020.

53

X. Xie, Y. Li, H. Sun, and L. Liu, «Exhaled droplets due to talking and coughing», J. R. Soc. Interface, vol. 6, no. suppl_6, Dec. 2009.

54

T. C. Jones et al., «An analysis of SARS-CoV-2 viral load by patient age», medRxiv, p. 2020.06.08.20125484, Jan. 2020.

55

J. J. A. van Kampen et al., «Shedding of infectious virus in hospitalized patients with coronavirus disease-2019 (COVID-19): duration and key determinants», medRxiv, p. 2020.06.08.20125310, Jan. 2020.

56

E. L. Anderson, P. Turnham, J. R. Griffin, and C. C. Clarke, «Consideration of the Aerosol Transmission for COVID-19 and Public Health», Risk Anal., vol. 40, no. 5, pp. 902–907, May 2020.

57

N. van Doremalen et al., «Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1», N. Engl. J. Med., vol. 382, no. 16, pp. 1564–1567, Apr. 2020.

58

NDR, «(40) Jetzt ist Alltagsverstand gefragt», Das Coronavirus-Update mit Christian Drosten — 12.05.2020 14:00 Uhr Autor/in: Korinna Hennig, 2020. [Online]. Available: https://www.ndr.de/nachrichten/info/40-Jetzt-ist-Alltagsverstand-gefragt,podcastcoronavirus208.html.

59

L. Morawska and D. K. Milton, «It is Time to Address Airborne Transmission of COVID-19», Clin. Infect. Dis., Jul. 2020.

60

W. Wang et al., «Detection of SARS-CoV-2 in Different Types of Clinical Specimens», JAMA, Mar. 2020.

61

W. X. Yong Zhang, Cao Chen, Shuangli Zhu, Chang Shu, Dongyan Wang, Jingdong Song, Jingdong Song, Yang Song, Wei Zhen, Zijian Feng, Guizhen Wu, Jun Xu, «Isolation of 2019-nCoV from a Stool Specimen of a Laboratory-Confirmed Case of the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19)», China CDC Wkly., vol. 2, no. 8, pp. 123–124, 2020.

62

K. Kam et al., «A Well Infant With Coronavirus Disease 2019 With High Viral Load», Clin. Infect. Dis., Feb. 2020.

63

S. Westhaus et al., «Detection of SARS-CoV-2 in raw and treated wastewater in Germany — Suitability for COVID-19 surveillance and potential transmission risks», Sci. Total Environ., vol. 751, p. 141750, Jan. 2021.

64

S. Wurtzer et al., «Evaluation of lockdown impact on SARS-CoV-2 dynamics through viral genome quantification in Paris wastewaters», medRxiv, p. 2020.04.12.20062679, Jan. 2020.

65

G. Medema, L. Heijnen, G. Elsinga, R. Italiaander, and A. Brouwer, «Presence of SARS-Coronavirus-2 RNA in Sewage and Correlation with Reported COVID-19 Prevalence in the Early Stage of the Epidemic in The Netherlands», Environ. Sci. Technol. Lett., vol. 7, no. 7, pp. 511–516, Jul. 2020.

66

S. Westhaus et al., «Detection of SARS-CoV-2 in raw and treated wastewater in Germany — Suitability for COVID-19 surveillance and potential transmission risks», Sci. Total Environ., vol. 751, p. 141750, Jan. 2021.

67

S. Lee, «The SARS epidemic in Hong Kong», J. Epidemiol. Community Health, vol. 57, no. 9, pp. 652–654, 2003.

68

D. Fisman, «Seasonality of viral infections: mechanisms and unknowns», Clin. Microbiol. Infect., vol. 18, no. 10, pp. 946–954, Oct. 2012.

69

E. Kudo et al., «Low ambient humidity impairs barrier function and innate resistance against influenza infection», Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 116, no. 22, pp. 10905–10910, May 2019.

70

M. K. Ijaz, A. H. Brunner, S. A. Sattar, R. C. Nair, and C. M. Johnson-Lussenburg, «Survival Characteristics of Airborne Human Coronavirus 229E», J. Gen. Virol., vol. 66, no. 12, pp. 2743–2748, Dec. 1985.

71

I. V. Polozov, L. Bezrukov, K. Gawrisch, and J. Zimmerberg, «Progressive ordering with decreasing temperature of the phospholipids of influenza virus», Nat. Chem. Biol., vol. 4, no. 4, pp. 248–255, Apr. 2008.

72

Там же.

73

A. Lamarre and P. J. Talbot, «Effect of pH and temperature on the infectivity of human coronavirus 229E», Can. J. Microbiol., vol. 35, no. 10, pp. 972–974, Oct. 1989.

74

J. G. B. Derraik, W. A. Anderson, E. A. Connelly, and Y. C. Anderson, «Rapid evidence summary on SARS-CoV-2 survivorship and disinfection, and a reusable PPE protocol using a double-hit process», medRxiv, p. 2020.04.02.20051409, Jan. 2020.

75

M. Schuit et al., «The Influence of Simulated Sunlight on the Inactivation of Influenza Virus in Aerosols», J. Infect. Dis., vol. 221, no. 3, pp. 372–378, Jan. 2020.

76

H. Qian, T. Miao, L. LIU, X. Zheng, D. Luo, and Y. Li, «Indoor transmission of SARS-CoV-2», medRxiv, p. 2020.04.04.20053058, Jan. 2020.

77

H. Nishiura et al., «Closed environments facilitate secondary transmission of coronavirus disease 2019 (COVID-19)», medRxiv, p. 2020.02.28.20029272, Jan. 2020.

78

«Coronavirus in the U. S.: Latest Map and Case Count. Hundreds of thousands of cases traced to clusters», The New York Times, 2020. [Online]. Available: https://www.nytimes.com/interactive/2020/us/coronavirus-us-cases.html#clusters. [Accessed: 26-Jul-2020].

79

«Dog face mask sales skyrocket in China amid coronavirus crisis», ANI, 21-Jan-2020.

80

Россельхознадзор из-за коронавируса предложил запретить мероприятия с животными // Интерфакс. 2020. 14 февр.

81

J. Shi et al., «Susceptibility of ferrets, cats, dogs, and other domesticated animals to SARS — coronavirus 2», Science, p. eabb7015, Apr. 2020.

82

T. H. C. Sit et al., «Infection of dogs with SARS-CoV-2», Nature, May 2020.

83

E. I. Patterson et al., «Evidence of exposure to SARS-CoV-2 in cats and dogs from households in Italy», bioRxiv, p. 2020.07.21.214346, Jan. 2020.

84

J. Shi et al., «Susceptibility of ferrets, cats, dogs, and other domesticated animals to SARS — coronavirus 2», Science, p. eabb7015, Apr. 2020.

85

N. Oreshkova et al., «SARS-CoV-2 infection in farmed minks, the Netherlands, April and May 2020», Eurosurveillance, vol. 25, no. 23, Jun. 2020.

86

M. Enserink, «Coronavirus rips through Dutch mink farms, triggering culls to prevent human infections», Science, Jun. 2020.

87

D. F. Maron, «Coronavirus is killing the Dutch mink industry», National Geographic, 24-Jun-2020.

88

«Coronavirus: Spain orders culling of almost 100,000 mink», BBC, 17-Jul-2020.

89

T. Enkirch and V. von Messling, «Ferret models of viral pathogenesis», Virology, vol. 479–480, pp. 259–270, May 2015.

90

Y. Wan, J. Shang, R. Graham, R. S. Baric, and F. Li, «Receptor Recognition by the Novel Coronavirus from Wuhan: an Analysis Based on Decade-Long Structural Studies of SARS Coronavirus», J. Virol., vol. 94, no. 7, Jan. 2020.

91

X. Zhai et al., «Comparison of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Spike Protein Binding to ACE2 Receptors from Human, Pets, Farm Animals, and Putative Intermediate Hosts», J. Virol., vol. 94, no. 15, May 2020.

92

W. Sungnak et al., «SARS-CoV-2 entry factors are highly expressed in nasal epithelial cells together with innate immune genes», Nat. Med., vol. 26, no. 5, pp. 681–687, May 2020.

93

S. Lukassen et al., «SARS-CoV-2 receptor ACE 2 and TMPRSS2 are primarily expressed in bronchial transient secretory cells», EMBO J., vol. 39, no. 10, May 2020.

94

Y. J. Hou et al., «SARS-CoV-2 Reverse Genetics Reveals a Variable Infection Gradient in the Respiratory Tract», Cell, May 2020.

95

W. Zeng et al., «Association of Daily Wear of Eyeglasses With Susceptibility to Coronavirus Disease 2019 Infection», JAMA Ophthalmol., Sep. 2020.

96

M. M. Lamers et al., «SARS-CoV-2 productively infects human gut enterocytes», Science, p. eabc1669, May 2020.

97

S. Lukassen et al., «SARS-CoV-2 receptor ACE 2 and TMPRSS2 are primarily expressed in bronchial transient secretory cells», EMBO J., vol. 39, no. 10, May 2020.

98

B. Lin et al., «Significant expression of FURIN and ACE2 on oral epithelial cells may facilitate the efficiency of 2019-nCov entry», bioRxiv, p. 2020.04.18.047951, Jan. 2020.

99

K. K.-W. To et al., «Consistent Detection of 2019 Novel Coronavirus in Saliva», Clin. Infect. Dis., Feb. 2020.

100

L. Azzi et al., «Saliva is a reliable tool to detect SARS-CoV-2», J. Infect., Apr. 2020.

101

R. Lo Giudice, «The Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 (SARS CoV-2) in Dentistry. Management of Biological Risk in Dental Practice», Int. J. Environ. Res. Public Health, vol. 17, no. 9, p. 3067, Apr. 2020.

102

L. Zhou et al., «Systemic analysis of tissue cells potentially vulnerable to SARS-CoV-2 infection by the protein-proofed single-cell RNA profiling of ACE2, TMPRSS2 and Furin proteases», bioRxiv, p. 2020.04.06.028522, Jan. 2020.

103

A. Khalil et al., «SARS-CoV-2 infection in pregnancy: A systematic review and meta-analysis of clinical features and pregnancy outcomes», EClinicalMedicine, p. 100446, Jul. 2020.

104

R. Pique-Regi et al., «Does the human placenta express the canonical cell entry mediators for SARS-CoV-2?» Elife, vol. 9, Jul. 2020.

105

M. Li, L. Chen, J. Zhang, C. Xiong, and X. Li, «The SARS-CoV-2 receptor ACE2 expression of maternal-fetal interface and fetal organs by single-cell transcriptome study», PLoS One, vol. 15, no. 4, p. e0230295, Apr. 2020.

106

A. J. Vivanti et al., «Transplacental transmission of SARS-CoV-2 infection», Nat. Commun., vol. 11, no. 1, p. 3572, Dec. 2020.

107

H. Hosier et al., «SARS-CoV-2 infection of the placenta», J. Clin. Invest., Jun. 2020.

108

K. Wang et al., «SARS-CoV-2 invades host cells via a novel route: CD147-spike protein», bioRxiv, p. 2020.03.14.988345, Jan. 2020.

109

U. Radzikowska et al., «Distribution of ACE2, CD147, CD26 and other SARS-CoV-2 associated molecules in tissues and immune cells in health and in asthma, COPD, obesity, hypertension, and COVID-19 risk factors», Allergy, p. all.14429, Jun. 2020.

110

C. Cervia et al., «Systemic and mucosal antibody secretion specific to SARS-CoV-2 during mild versus severe COVID-19», bioRxiv, p. 2020.05.21.108308, Jan. 2020.

111

M. W. Russell, «Biological Functions of IgA», in Mucosal Immune Defense: Immunoglobulin A, C. S. Kaetzel, Ed. Boston, MA: Springer US, 2007, pp. 144–172.

112

C. Cervia et al., «Systemic and mucosal antibody secretion specific to SARS-CoV-2 during mild versus severe COVID-19», bioRxiv, p. 2020.05.21.108308, Jan. 2020.

113

N. Le Bert et al., «SARS-CoV-2-specific T cell immunity in cases of COVID-19 and SARS, and uninfected controls», Nature, vol. 584, no. 7821, pp. 457–462, Aug. 2020.

114

J. Braun et al., «SARS-CoV-2-reactive T cells in healthy donors and patients with COVID-19», Nature, Jul. 2020.

115

E. Kudo et al., «Low ambient humidity impairs barrier function and innate resistance against influenza infection», Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 116, no. 22, pp. 10905–10910, May 2019.

116

D. P. Oran and E. J. Topol, «Prevalence of Asymptomatic SARS-CoV-2 Infection», Ann. Intern. Med., pp. M20–3012, Jun. 2020.

117

Q.-X. Long et al., «Clinical and immunological assessment of asymptomatic SARS-CoV-2 infections», Nat. Med., Jun. 2020.

118

K. K.-W. To et al., «COVID-19 re-infection by a phylogenetically distinct SARS-coronavirus-2 strain confirmed by whole genome sequencing», Clin. Infect. Dis., Aug. 2020.

119

A. Woodward and H. Brueck, «2 more people have been reinfected with the coronavirus, European scientists say, a day after the first confirmed reinfection in Hong Kong», Business Insider, 25-Aug-2020.

120

C. Weemaes, I. Klasen, J. Goertz, M. Beldhuis-Valkis, O. Olafsson, and A. Haraldsson, «Development of Immunoglobulin A in Infancy and Childhood», Scand. J. Immunol., vol. 58, no. 6, pp. 642–648, Dec. 2003.

121

K. W. Leong and J. L. Ding, «The Unexplored Roles of Human Serum IgA», DNA Cell Biol., vol. 33, no. 12, pp. 823–829, Dec. 2014.

122

K. Chen et al., «Immunoglobulin D enhances immune surveillance by activating antimicrobial, proinflammatory and B cell — stimulating programs in basophils», Nat. Immunol., vol. 10, no. 8, pp. 889–898, Aug. 2009.

123

T. Sekine et al., «Robust T cell immunity in convalescent individuals with asymptomatic or mild COVID-19», bioRxiv, p. 2020.06.29.174888, Jan. 2020.

124

T. Sekine et al., «Robust T cell immunity in convalescent individuals with asymptomatic or mild COVID-19», Cell, Aug. 2020.

125

F. Wu et al., «Neutralizing antibody responses to SARS-CoV-2 in a COVID-19 recovered patient cohort and their implications», medRxiv, p. 2020.03.30.20047365, Jan. 2020.

126

Q.-X. Long et al., «Clinical and immunological assessment of asymptomatic SARS-CoV-2 infections», Nat. Med., Jun. 2020.

127

Q. Ye, B. Wang, and J. Mao, «The pathogenesis and treatment of the `Cytokine Storm’ in COVID-19», J. Infect., vol. 80, no. 6, pp. 607–613, Jun. 2020.

128

X. Cao, «COVID-19: immunopathology and its implications for therapy», Nat. Rev. Immunol., vol. 20, no. 5, pp. 269–270, May 2020.

129

N. Mangalmurti and C. A. Hunter, «Cytokine Storms: Understanding COVID-19», Immunity, vol. 53, no. 1, pp. 19–25, Jul. 2020.

130

D. Blanco-Melo et al., «Imbalanced Host Response to SARS-CoV-2 Drives Development of COVID-19», Cell, May 2020.

131

Y. Konno et al., «SARS-CoV-2 ORF3b is a potent interferon antagonist whose activity is further increased by a naturally occurring elongation variant», bioRxiv, p. 2020.05.11.088179, Jan. 2020.

132

Там же.

133

D. Mercatelli and F. M. Giorgi, «Geographic and Genomic Distribution of SARS-CoV-2 Mutations», Front. Microbiol., vol. 11, Jul. 2020.

134

K. G. Lokugamage, A. Hage, C. Schindewolf, R. Rajsbaum, and V. D. Menachery, «SARS-CoV-2 is sensitive to type I interferon pretreatment», bioRxiv, p. 2020.03.07.982264, Jan. 2020.

135

«Trial of Inhaled Anti-viral (SNG001) for SARS-CoV-2 (COVID-19) Infection», ClinicalTrials.gov, 2020.

136

X. Yang et al., «Clinical course and outcomes of critically ill patients with SARS-CoV-2 pneumonia in Wuhan, China: a single-centered, retrospective, observational study», Lancet Respir. Med., vol. 8, no. 5, pp. 475–481, May 2020.

137

V. O. Puntmann et al., «Outcomes of Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging in Patients Recently Recovered From Coronavirus Disease 2019 (COVID-19)», JAMA Cardiol., Jul. 2020.

138

A. Cuker and F. Peyvandi, «Coronavirus disease 2019 (COVID-19): Hypercoagulability», UpToDate, 20-Aug-2020.

139

H. Moldofsky and J. Patcai, «Chronic widespread musculoskeletal pain, fatigue, depression and disordered sleep in chronic post-SARS syndrome; a case-controlled study», BMC Neurol., vol. 11, no. 1, p. 37, Dec. 2011.

140

H. W. Wilson, M. Amo-Addae, E. Kenu, O. S. Ilesanmi, D. K. Ameme, and S. O. Sackey, «Post-Ebola Syndrome among Ebola Virus Disease Survivors in Montserrado County, Liberia 2016», Biomed Res. Int., vol. 2018, pp. 1–8, Jun. 2018.

141

T. Yang et al., «The clinical value of cytokines in chronic fatigue syndrome», J. Transl. Med., vol. 17, no. 1, p. 213, Dec. 2019.

142

M. W. Tenforde et al., «Symptom Duration and Risk Factors for Delayed Return to Usual Health Among Outpatients with COVID-19 in a Multistate Health Care Systems Network — United States, March — June 2020», MMWR. Morb. Mortal. Wkly. Rep., vol. 69, no. 30, pp. 993–998, Jul. 2020.

143

European Centre for Disease Prevention and Control, «Coronavirus disease 2019 (COVID-19)in the EU/EEA and the UK — eighth update», 2020.

144

Z. Wu and J. M. McGoogan, «Characteristics of and Important Lessons From the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Outbreak in China», JAMA, vol. 323, no. 13, p. 1239, Apr. 2020.

145

Istituto Superiore di Sanità, «Characteristics of SARS-CoV-2 patients dying in Italy. Report based on available data on May 21st, 2020», 2020.

146

A. C. Fabrizio, Natale, Daniela Ghio, Dario Tarchi, Anne Goujon, «COVID-19 Cases and Case Fatality Rate by age», 2020.

147

F. Perrotta et al., «COVID-19 and the elderly: insights into pathogenesis and clinical decision-making», Aging Clin. Exp. Res., Jun. 2020.

149

M. Zheng et al., «Functional exhaustion of antiviral lymphocytes in COVID-19 patients», Cell. Mol. Immunol., vol. 17, no. 5, pp. 533–535, May 2020.

149

K. Úri et al., «New Perspectives in the Renin-Angiotensin-Aldosterone System (RAAS) IV: Circulating ACE2 as a Biomarker of Systolic Dysfunction in Human Hypertension and Heart Failure», PLoS One, vol. 9, no. 4, p. e87845, Apr. 2014.

150

C. Tikellis et al., «Developmental expression of ACE2 in the SHR kidney: A role in hypertension?» Kidney Int., vol. 70, no. 1, pp. 34–41, Jul. 2006.

151

M. Nishiga, D. W. Wang, Y. Han, D. B. Lewis, and J. C. Wu, «COVID-19 and cardiovascular disease: from basic mechanisms to clinical perspectives», Nat. Rev. Cardiol., vol. 17, no. 9, pp. 543–558, Sep. 2020.

152

M. Barnes, A. E. Heywood, A. Mahimbo, B. Rahman, A. T. Newall, and C. R. Macintyre, «Acute myocardial infarction and influenza: a meta-analysis of case — control studies», Heart, vol. 101, no. 21, pp. 1738–1747, Nov. 2015.

153

M. Dolhnikoff et al., «SARS-CoV-2 in cardiac tissue of a child with COVID-19-related multisystem inflammatory syndrome», Lancet Child Adolesc. Heal., Aug. 2020.

154

D. Lindner et al., «Association of Cardiac Infection With SARS-CoV-2 in Confirmed COVID-19 Autopsy Cases», JAMA Cardiol., Jul. 2020.

155

M. Dolhnikoff et al., «SARS-CoV-2 in cardiac tissue of a child with COVID-19-related multisystem inflammatory syndrome», Lancet Child Adolesc. Heal., Aug. 2020.

156

G. Li, H. Li, and J. Lu, «No adequate evidence indicating hypertension as an independent risk factor for COVID-19 severity», Clin. Res. Cardiol., Apr. 2020.

157

L. F. Drager, A. Pio-Abreu, R. D. Lopes, and L. A. Bortolotto, «Is Hypertension a Real Risk Factor for Poor Prognosis in the COVID-19 Pandemic?» Curr. Hypertens. Rep., vol. 22, no. 6, p. 43, Jun. 2020.

158

K. Sriram and P. A. Insel, «Dangers of ACE inhibitor and ARB usage in COVID-19: evaluating the evidence», medRxiv, p. 2020.03.25.20043927, Jan. 2020.

159

H. Kai and M. Kai, «Interactions of coronaviruses with ACE2, angiotensin II, and RAS inhibitors — lessons from available evidence and insights into COVID-19», Hypertens. Res., Apr. 2020.

160

Там же.

161

«Nach Corona-Ausbruch in Baptisten-Gemeinde: Weiterer kirchlicher Infektionsherd», FR.de, 2020. [Online]. Available: https://www.fr.de/frankfurt/frankfurt-am-main-ort28687/frankfurt-corona-coronavirus-infektionen-baptisten-gottesdienst-covid-19-krankenhaus-zr-13773287.html. [Accessed: 31-May-2020].

162

P. de Candia et al., «Type 2 Diabetes: How Much of an Autoimmune Disease?» Front. Endocrinol. (Lausanne)., vol. 10, Jul. 2019.

163

D. T. Graves and R. A. Kayal, «Diabetic complications and dysregulated innate immunity»., Front. Biosci., vol. 13, pp. 1227–39, Jan. 2008.

164

«Nach Corona-Ausbruch in Baptisten-Gemeinde: Weiterer kirchlicher Infektionsherd», FR.de, 2020. [Online]. Available: https://www.fr.de/frankfurt/frankfurt-am-main-ort28687/frankfurt-corona-coronavirus-infektionen-baptisten-gottesdienst-covid-19-krankenhaus-zr-13773287.html. [Accessed: 31-May-2020].

165

J. Lighter et al., «Obesity in Patients Younger Than 60 Years Is a Risk Factor for COVID-19 Hospital Admission», Clin. Infect. Dis., Apr. 2020.

166

A. Simonnet et al., «High prevalence of obesity in severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) requiring invasive mechanical ventilation», Obesity, Apr. 2020.

167

A. B. Docherty et al., «Features of 16,749 hospitalised UK patients with COVID-19 using the ISARIC WHO Clinical Characterisation Protocol», medRxiv, p. 2020.04.23.20076042, Jan. 2020.

168

A. E. Dixon and U. Peters, «The effect of obesity on lung function», Expert Rev. Respir. Med., vol. 12, no. 9, pp. 755–767, Sep. 2018.

169

R. A. Watson et al., «Reduction of total lung capacity in obese men: comparison of total intrathoracic and gas volumes», J. Appl. Physiol., vol. 108, no. 6, pp. 1605–1612, Jun. 2010.

170

A. E. Dixon and U. Peters, «The effect of obesity on lung function», Expert Rev. Respir. Med., vol. 12, no. 9, pp. 755–767, Sep. 2018.

171

X. Zhang et al., «Systemic inflammation mediates the detrimental effects of obesity on asthma control», Allergy Asthma Proc., 2017.

172

R. Huttunen and J. Syrjänen, «Obesity and the risk and outcome of infection», Int. J. Obes., vol. 37, no. 3, pp. 333–340, Mar. 2013.

173

UN Women, «COVID-19: Emerging gender data and why it matters», 2020. [Online]. Available: https://data.unwomen.org/resources/covid-19-emerging-gender-data-and-why-it-matters. [Accessed: 05-Jun-2020].

174

G. H. 50/50, «COVID-19 sex-disaggregated data tracker», 2020. [Online]. Available: https://globalhealth5050.org/covid19/sex-disaggregated-data-tracker/. [Accessed: 18-Aug-2020].

175

C. Karagiannidis et al., «Case characteristics, resource use, and outcomes of 10 021 patients with COVID-19 admitted to 920 German hospitals: an observational study», Lancet Respir. Med., Jul. 2020.

176

H. Ueyama et al., «Gender Difference Is Associated With Severity of Coronavirus Disease 2019 Infection: An Insight From a Meta-Analysis», Crit. Care Explor., vol. 2, no. 6, p. e0148, Jun. 2020.

177

M. J. Nasiri et al., «COVID-19 clinical characteristics, and sex-specific risk of mortality: Systematic Review and Meta-analysis», medRxiv, p. 2020.03.24.20042903, Jan. 2020.

178

C. Karagiannidis et al., «Case characteristics, resource use, and outcomes of 10 021 patients with COVID-19 admitted to 920 German hospitals: an observational study», Lancet Respir. Med., Jul. 2020.

179

Robert Koch Institute, «Coronavirus Disease 2019(COVID-19)Daily Situation Report of the Robert Koch Institute. 01/06/2020 — UPDATED STATUS FOR GERMANY», 2020.

180

G. H. 50/50, «COVID-19 sex-disaggregated data tracker», 2020. [Online]. Available: https://globalhealth5050.org/covid19/sex-disaggregated-data-tracker/. [Accessed: 18-Aug-2020].

181

C. Vlassoff, «Gender differences in determinants and consequences of health and illness»., J. Health. Popul. Nutr., vol. 25, no. 1, pp. 47–61, Mar. 2007.

182

A. E. Thompson, Y. Anisimowicz, B. Miedema, W. Hogg, W. P. Wodchis, and K. Aubrey-Bassler, «The influence of gender and other patient characteristics on health care-seeking behaviour: a QUALICOPC study», BMC Fam. Pract., vol. 17, no. 1, p. 38, Dec. 2016.

183

S. L. Klein and K. L. Flanagan, «Sex differences in immune responses», Nat. Rev. Immunol., vol. 16, no. 10, pp. 626–638, Oct. 2016.

184

J. E. Fa, J. R. Stewart, L. Lloveras, and J. M. Vargas, «Rabbits and hominin survival in Iberia», J. Hum. Evol., vol. 64, no. 4, pp. 233–241, Apr. 2013.

185

K. S. Singh, «Gender Roles in History: Women as Hunters», Gend. Technol. Dev., vol. 5, no. 1, pp. 113–124, Mar. 2001.

186

M. T. Dorak and E. Karpuzoglu, «Gender Differences in Cancer Susceptibility: An Inadequately Addressed Issue», Front. Genet., vol. 3, 2012.

187

M. McCarthy, «The ‘gender gap’ in autoimmune disease», Lancet, vol. 356, no. 9235, p. 1088, Sep. 2000.

188

L. Yan et al., «An interpretable mortality prediction model for COVID-19 patients», Nat. Mach. Intell., vol. 2, no. 5, pp. 283–288, May 2020.

189

D. M. Del Valle et al., «An inflammatory cytokine signature predicts COVID-19 severity and survival», Nat. Med., Aug. 2020.

190

X. Xu et al., «Effective treatment of severe COVID-19 patients with tocilizumab», Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 117, no. 20, pp. 10970–10975, May 2020.

191

G. Gritti et al., «IL-6 signalling pathway inactivation with siltuximab in patients with COVID-19 respiratory failure: an observational cohort study», medRxiv, p. 2020.04.01.20048561, Jan. 2020.

192

W. Gou et al., «Gut microbiota may underlie the predisposition of healthy individuals to COVID-19», medRxiv, p. 2020.04.22.20076091, Jan. 2020.

193

J. Zhao et al., «Relationship between the ABO Blood Group and the COVID-19 Susceptibility», medRxiv, p. 2020.03.11.20031096, Jan. 2020.

194

M. Zietz and N. P. Tatonetti, «Testing the association between blood type and COVID-19 infection, intubation, and death», medRxiv, p. 2020.04.08.20058073, Jan. 2020.

195

D. Ellinghaus et al., «The ABO blood group locus and a chromosome 3 gene cluster associate with SARS-CoV-2 respiratory failure in an Italian-Spanish genome-wide association analysis», medRxiv, p. 2020.05.31.20114991, Jan. 2020.

196

Z. Wang et al., «Influences of ABO blood group, age and gender on plasma coagulation factor VIII, fibrinogen, von Willebrand factor and ADAMTS13 levels in a Chinese population», PeerJ, vol. 5, p. e3156, Mar. 2017.

197

L. Gallinaro et al., «A shorter von Willebrand factor survival in O blood group subjects explains how ABO determinants influence plasma von Willebrand factor», Blood, vol. 111, no. 7, pp. 3540–3545, Apr. 2008.

198

C. A. Latz et al., «Blood type and outcomes in patients with COVID-19», Ann. Hematol., vol. 99, no. 9, pp. 2113–2118, Sep. 2020.

199

K. Hennig, «(21) Coronavirus-Update: Antikörpertests kommen bald», NDR Info — Das Coronavirus-Update mit Christian Drosten, 2020.

200

C. Menni et al., «Real-time tracking of self-reported symptoms to predict potential COVID-19», Nat. Med., May 2020.

201

UK Department of Health and Social Care, «Statement from the UK Chief Medical Officers on an update to coronavirus symptoms: 18 May 2020», 2020.

202

L. Mao et al., «Neurological Manifestations of Hospitalized Patients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective case series study», medRxiv, p. 2020.02.22.20026500, Jan. 2020.

203

J. Y. Tong, A. Wong, D. Zhu, J. H. Fastenberg, and T. Tham, «The Prevalence of Olfactory and Gustatory Dysfunction in COVID-19 Patients: A Systematic Review and Meta-analysis», Otolaryngol. Neck Surg., p. 019459982092647, May 2020.

204

D. Pierron et al., «Smell and taste changes are early indicators of the COVID-19 pandemic and political decision effectiveness», Nat. Commun., vol. 11, no. 1, p. 5152, Dec. 2020.

205

«Рост за неделю — больше 40 процентов». О чем говорит динамика ковидных поисковых запросов, Фонтанка. Ру, 12-Oct-2020.

206

A. S. Bhattacharjee, S. V. Joshi, S. Naik, S. Sangle, and N. M. Abraham, «Quantitative assessment of olfactory dysfunction accurately detects asymptomatic COVID-19 carriers», EClinicalMedicine, p. 100575, Oct. 2020.

207

D. H. Brann et al., «Non-neuronal expression of SARS-CoV-2 entry genes in the olfactory system suggests mechanisms underlying COVID-19-associated anosmia», Sci. Adv., vol. 6, no. 31, p. eabc5801, Jul. 2020.

208

Y. Lee, P. Min, S. Lee, and S.-W. Kim, «Prevalence and Duration of Acute Loss of Smell or Taste in COVID-19 Patients», J. Korean Med. Sci., vol. 35, no. 18, 2020.

209

E. N. Antonova, C. E. Rycroft, C. S. Ambrose, T. Heikkinen, and N. Principi, «Burden of paediatric influenza in Western Europe: a systematic review», BMC Public Health, vol. 12, no. 1, p. 968, Dec. 2012.

210

V. Usonis et al., «Central European Vaccination Advisory Group (CEVAG) guidance statement on recommendations for influenza vaccination in children», BMC Infect. Dis., vol. 10, no. 1, p. 168, Dec. 2010.

211

WHO, «Report of the WHO-China Joint Mission on Coronavirus Disease 2019 (COVID-19)», 28-Feb-2020.

212

J. S. Brownstein, K. P. Kleinman, and K. D. Mandl, «Identifying Pediatric Age Groups for Influenza Vaccination Using a Real-Time Regional Surveillance System», Am. J. Epidemiol., vol. 162, no. 7, pp. 686–693, Oct. 2005.

213

E. Miller, K. Hoschler, P. Hardelid, E. Stanford, N. Andrews, and M. Zambon, «Incidence of 2009 pandemic influenza A H1N1 infection in England: a cross-sectional serological study», Lancet, vol. 375, no. 9720, pp. 1100–1108, Mar. 2010.

214

D. F. Gudbjartsson et al., «Spread of SARS-CoV-2 in the Icelandic Population», N. Engl. J. Med., vol. 382, no. 24, pp. 2302–2315, Jun. 2020.

215

F.-C. Zhu et al., «Safety, tolerability, and immunogenicity of a recombinant adenovirus type-5 vectored COVID-19 vaccine: a dose-escalation, open-label, non-randomised, first-in-human trial», Lancet, vol. 395, no. 10240, pp. 1845–1854, Jun. 2020.

216

R. M. Viner et al., «Susceptibility to SARS-CoV-2 Infection Among Children and Adolescents Compared With Adults: A Systematic Review and Meta-analysis.,» JAMA Pediatr., Sep. 2020.

217

I. Dattner et al., «The role of children in the spread of COVID-19: Using household data from Bnei Brak, Israel, to estimate the relative susceptibility and infectivity of children», medRxiv, p. 2020.06.03.20121145, Jan. 2020.

218

F.-C. Zhu et al., «Safety, tolerability, and immunogenicity of a recombinant adenovirus type-5 vectored COVID-19 vaccine: a dose-escalation, open-label, non-randomised, first-in-human trial», Lancet, vol. 395, no. 10240, pp. 1845–1854, Jun. 2020.

219

C. M. Szablewski et al., «SARS-CoV-2 Transmission and Infection Among Attendees of an Overnight Camp — Georgia, June 2020», MMWR. Morb. Mortal. Wkly. Rep., vol. 69, no. 31, pp. 1023–1025, Aug. 2020.

220

«Första resultaten om antikroppar efter genomgången covid-19 hos blodgivare», Folkhälsomyndighetens, 16-Jun-2020.

221

Лыскина Г. А., Бокерия О. Л., Сатюкова А. С., Ширинская О. Г., Леонтьева А. А. и Гагарина Н. В. Поражение коронарных артерий у детей с синдромом Кавасаки в Москве по данным 10-летнего наблюдения. XX Всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов, 2014.

222

J. Toubiana et al., «Outbreak of Kawasaki disease in children during COVID-19 pandemic: a prospective observational study in Paris, France», medRxiv, p. 2020.05.10.20097394, Jan. 2020.

223

C. Rosat Consiglio et al., «The Immunology of Multisystem Inflammatory Syndrome in Children with COVID-19», medRxiv, p. 2020.07.08.20148353, Jan. 2020.

224

R. Wölfel et al., «Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019», Nature, Apr. 2020.

225

C.-G. Huang et al., «Culture-Based Virus Isolation To Evaluate Potential Infectivity of Clinical Specimens Tested for COVID-19», J. Clin. Microbiol., vol. 58, no. 8, Jun. 2020.

226

T. C. Jones et al., «An analysis of SARS-CoV-2 viral load by patient age», medRxiv, p. 2020.06.08.20125484, Jan. 2020.

227

«Children have a similar prevalence of COVID-19 antibodies to adults, but more than 99 % have mild symptoms», Sant Joan de Déu Barcelona, 09-Jun-2020.

228

«Första resultaten från pågående undersökning av antikroppar för covid-19-virus», Folkhälsomyndighetens, 18-May-2020.

229

«Första resultaten om antikroppar efter genomgången covid-19 hos blodgivare», Folkhälsomyndighetens, 16-Jun-2020.

230

V. Moorthy, A. M. Henao Restrepo, M.-P. Preziosi, and S. Swaminathan, «Data sharing for novel coronavirus (COVID-19)», Bull. World Health Organ., vol. 98, no. 3, pp. 150–150, Mar. 2020.

231

Multicenter collaboration group of Department of Science and Technology of Guangdong Province and Health Commission of Guangdong Province for chloroquine in the treatment of novel coronavirus pneumonia, «[Expert consensus on chloroquine phosphate for the treatment of novel coronavirus pneumonia]»., Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi, vol. 43, no. 3, pp. 185–188, Mar. 2020.

232

«Руководство по лечению и поддерживающей терапии пациентов с коронавирусной инфекцией COVID-19, выпуск марта 2020 г»., ЛОМБАРДИЯ, SIMIT Итальянское Общество Инфекционных и Тропических болезней ОТДЕЛ РЕГИОНА. [Online]. Available: https://h-clinic.ru/upload/%D0%9D%D0%B5%D0%BE%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B8%CC%86%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B4%20%D0%A0%D1%83%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0%20%D0%BF%D0%BE%20%D0%BB%D0%B5%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8E%20%D0%BF%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%20%D1%81%2 °COVID-19%20%D0%B2%20%D0%98%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B8.pdf.

233

C. Mary, «Sound and Fury in the Microbiology Lab», Science, vol. 335, no. 6072, pp. 1033–1035, Mar. 2012.

234

«WHO discontinues hydroxychloroquine and lopinavir/ritonavir treatment arms for COVID-19», WHO, 04-Jul-2020.

235

P. Gautret et al., «Hydroxychloroquine and azithromycin as a treatment of COVID-19: results of an open-label non-randomized clinical trial», Int. J. Antimicrob. Agents, p. 105949, Mar. 2020.

236

P. Gautret et al., «Clinical and microbiological effect of a combination of hydroxychloroquine and azithromycin in 8 °COVID-19 patients with at least a six-day follow up: A pilot observational study», Travel Med. Infect. Dis., vol. 34, p. 101663, Mar. 2020.

237

Временные методические рекомендации. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Версия 7 (03.06.2020) // Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2020. [Online]. Available: https://static-0.rosminzdrav.ru/system/attachments/attaches/000/050/584/original/03062020_%D0%9CR_COVID-19_v7.pdf?fbclid=IwAR1p266v_Ok6Hw0Xjw5nRVtJopPRDKdpP1nEMDmDcvHl0ug9QZPo6-mV80c.

238

C. P. Skipper et al., «Hydroxychloroquine in Nonhospitalized Adults With Early COVID-19», Ann. Intern. Med., pp. M20–4207, Jul. 2020.

239

N. W. Schluger, «The Saga of Hydroxychloroquine and COVID-19: A Cautionary Tale», Ann. Intern. Med., pp. M20–5041, Jul. 2020.

240

FDA, «Letter revoking EUA for chloroquine phosphate and hydroxychloroquine sulfate», 2020.

241

M. R. Mehra, S. S. Desai, F. Ruschitzka, and A. N. Patel, «RETRACTED: Hydroxychloroquine or chloroquine with or without a macrolide for treatment of COVID-19: a multinational registry analysis», Lancet, May 2020.

242

«Department of Error», Lancet, May 2020.

243

«Surgisphere: mass audit of papers linkgd to firm behind hydroxychloroquine Lancet study scandal», The Guardian, 10-Jun-2020.

244

J. Watson and et al., «Open letter to MR Mehra, SS Desai, F Ruschitzka, and AN Patel, authors of‘Hydroxychloroquine or chloroquine with or without a macrolide for treatment of COVID-19: a multinational registry analysis’. Lancet. 2020 May 22: S0140–6736(20)31180–6. doi: 10.1016/», 2020.

245

The Lancet Editors, «Expression of concern: Hydroxychloroquine or chloroquine with or without a macrolide for treatment of COVID-19: a multinational registry analysis», Lancet, vol. 395, no. 10240, p. e102, Jun. 2020.

246

M. R. Mehra, F. Ruschitzka, and A. N. Patel, «Retraction — Hydroxychloroquine or chloroquine with or without a macrolide for treatment of COVID-19: a multinational registry analysis», Lancet, vol. 395, no. 10240, p. 1820, Jun. 2020.

247

M. R. Mehra, S. S. Desai, S. Kuy, T. D. Henry, and A. N. Patel, «Cardiovascular Disease, Drug Therapy, and Mortality in Covid-19», N. Engl. J. Med., vol. 382, no. 25, p. e102, Jun. 2020.

248

M. R. Mehra, S. S. Desai, S. Kuy, T. D. Henry, and A. N. Patel, «Retraction: Cardiovascular Disease, Drug Therapy, and Mortality in Covid-19. N Engl J Med. DOI: 10.1056/NEJMoa2007621»., N. Engl. J. Med., vol. 382, no. 26, pp. 2582–2582, Jun. 2020.

249

P. Pradhan et al., «Uncanny similarity of unique inserts in the 2019-nCoV spike protein to HIV-1 gp120 and Gag», bioRxiv, p. 2020.01.30.927871, Jan. 2020.

250

M. K. Lo et al., «GS-5734 and its parent nucleoside analog inhibit Filo-, Pneumo-, and Paramyxoviruses», Sci. Rep., vol. 7, no. 1, p. 43395, Mar. 2017.

251

R. T. Eastman et al., «Remdesivir: A Review of Its Discovery and Development Leading to Emergency Use Authorization for Treatment of COVID-19», ACS Cent. Sci., vol. 6, no. 5, pp. 672–683, May 2020.

252

A. Feuerstein, «Early peek at data on Gilead coronavirus drug suggests patients are responding to treatment», STAT News, 16-Apr-2020.

253

«NIH Clinical Trial Shows Remdesivir Accelerates Recovery from Advanced COVID-19», NIH, 29-Apr-2020.

254

J. H. Beigel et al., «Remdesivir for the Treatment of Covid-19 — Preliminary Report», N. Engl. J. Med., p. NEJMoa2007764, May 2020.

255

Y. Wang et al., «Remdesivir in adults with severe COVID-19: a randomised, double-blind, placebo-controlled, multicentre trial», Lancet, vol. 395, no. 10236, pp. 1569–1578, May 2020.

256

FDA, «Remdesevir Emergency Use Authorization for Potential COVID-19 Treatment», 01-May-2020.

257

«Anti-influenza drug Avigan® Tablet Meets Primary Endpoint in Phase III Clinical Trial in Japan for COVID-19 patients», FUJIFILM Toyama Chemical Co., Ltd., 23-Sep-2020.

258

Т. А. Руженцова et al., «Возможности этиотропной терапии коронавирусной инфекции, вызванной SARS-CoV-2, у амбулаторных пациентов», Медицинский оппонент, vol. 1, no. 9, pp. 48–58, 2020.

259

Временные методические рекомендации. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Версия 7 (03.06.2020) // Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2020. [Online]. Available: https://static-0.rosminzdrav.ru/system/attachments/attaches/000/050/584/original/03062020_%D0%9CR_COVID-19_v7.pdf?fbclid=IwAR1p266v_Ok6Hw0Xjw5nRVtJopPRDKdpP1nEMDmDcvHl0ug9QZPo6-mV80c.

260

J. H. Beigel et al., «Remdesivir for the Treatment of Covid-19 — Preliminary Report», N. Engl. J. Med., p. NEJMoa2007764, May 2020.

261

«Руководство по лечению и поддерживающей терапии пациентов с коронавирусной инфекцией COVID-19, выпуск марта 2020 г»., ЛОМБАРДИЯ, SIMIT Итальянское Общество Инфекционных и Тропических болезней ОТДЕЛ РЕГИОНА. [Online]. Available: https://h-clinic.ru/upload/%D0%9D%D0%B5%D0%BE%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B8%CC%86%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B4%20%D0%A0%D1%83%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0%20%D0%BF%D0%BE%20%D0%BB%D0%B5%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8E%20%D0%BF%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%20%D1%81%2 °COVID-19%20%D0%B2%20%D0%98%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B8.pdf.

262

O.-M. J. Benhamou, M. Jacobs, J. Drew, S. Geva, M. Waldman, and O. Kalchiem-Dekel, «The Use of Interferons in Respiratory Diseases», Curr. Respir. Med. Rev., vol. 9, no. 5, 2013.

263

«COVID-19 Treatment Guidelines Panel. Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Treatment Guidelines»., National Institutes of Health, 2020. [Online]. Available: https://files.covid19treatmentguidelines.nih.gov/guidelines/covid19treatmentguidelines.pdf. [Accessed: 21-Jun-2020].

264

«Management of a possible case of COVID-19. Version 13. Revised 31 July 2020», Public Health England, 2020. [Online]. Available: https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/906096/COVID-19_flow_chart.pdf. [Accessed: 04-Sep-2020].

265

T. Feldt and T. Guggemos, Wolfgang Heim, Katrin Klug, Bettina Lehnert, Regine Lübbert, Christoph Niebank, Michaela Pfäfflin, Frieder Rothfuss, Katja Schmiedel, Stefan Stegemann, Miriam S. Stich, August Wolf, «Hinweise zu Erkennung, Diagnostik und Therapie von Patienten mit COVID-19. Stand: 06.08.2020», Ständiger Arbeitskreis der Kompetenz- und Behandlungszentren für Krankheiten durch hochpathogene Erreger am Robert Koch-Institut, 2020.

266

«COVID-19 Treatment Guidelines Panel. Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Treatment Guidelines»., National Institutes of Health, 2020. [Online]. Available: https://files.covid19treatmentguidelines.nih.gov/guidelines/covid19treatmentguidelines.pdf. [Accessed: 21-Jun-2020].

267

Временные методические рекомендации. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Версия 7 (03.06.2020) // Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2020. [Online]. Available: https://static-0.rosminzdrav.ru/system/attachments/attaches/000/050/584/original/03062020_%D0%9CR_COVID-19_v7.pdf?fbclid=IwAR1p266v_Ok6Hw0Xjw5nRVtJopPRDKdpP1nEMDmDcvHl0ug9QZPo6-mV80c.

268

L. Fardet, I. Petersen, and I. Nazareth, «Common Infections in Patients Prescribed Systemic Glucocorticoids in Primary Care: A Population-Based Cohort Study», PloS Med., vol. 13, no. 5, p. e1002024, May 2016.

269

T. Feldt and T. Guggemos, Wolfgang Heim, Katrin Klug, Bettina Lehnert, Regine Lübbert, Christoph Niebank, Michaela Pfäfflin, Frieder Rothfuss, Katja Schmiedel, Stefan Stegemann, Miriam S. Stich, August Wolf, «Hinweise zu Erkennung, Diagnostik und Therapie von Patienten mit COVID-19. Stand: 06.08.2020», Ständiger Arbeitskreis der Kompetenz- und Behandlungszentren für Krankheiten durch hochpathogene Erreger am Robert Koch-Institut, 2020.

270

«Clinical management of COVID-19: interim guidance 27 May 2020», WHO, 27-May-2020.

271

C. D. Russell, J. E. Millar, and J. K. Baillie, «Clinical evidence does not support corticosteroid treatment for 2019-nCoV lung injury», Lancet, vol. 395, no. 10223, pp. 473–475, Feb. 2020.

272

The RECOVERY Collaborative Group, «Dexamethasone in Hospitalized Patients with Covid-19 — Preliminary Report», N. Engl. J. Med., p. NEJMoa2021436, Jul. 2020.

273

P. Horby et al., «Effect of Dexamethasone in Hospitalized Patients with COVID-19: Preliminary Report», medRxiv, p. 2020.06.22.20137273, Jan. 2020.

274

«FDA Issues Emergency Use Authorization for Convalescent Plasma as Potential Promising COVID-19 Treatment, Another Achievement in Administration’s Fight Against Pandemic», FDA, 23-Aug-2020.

275

S. Pandey and G. N. Vyas, «Adverse effects of plasma transfusion», Transfusion, vol. 52, pp. 65S-79S, May 2012.

276

A. Agarwal et al., «Convalescent plasma in the management of moderate COVID-19 in India: An open-label parallel-arm phase II multicentre randomized controlled trial (PLACID Trial)», medRxiv, p. 2020.09.03.20187252, Jan. 2020.

277

A. Dasgupta, «Indian Study Shows No Survival Benefit of Plasma in COVID-19», The Scientist, 15-Sep-2020.

278

T. Feldt and T. Guggemos, Wolfgang Heim, Katrin Klug, Bettina Lehnert, Regine Lübbert, Christoph Niebank, Michaela Pfäfflin, Frieder Rothfuss, Katja Schmiedel, Stefan Stegemann, Miriam S. Stich, August Wolf, «Hinweise zu Erkennung, Diagnostik und Therapie von Patienten mit COVID-19. Stand: 06.08.2020», Ständiger Arbeitskreis der Kompetenz- und Behandlungszentren für Krankheiten durch hochpathogene Erreger am Robert Koch-Institut, 2020.

279

Временные методические рекомендации. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Версия 7 (03.06.2020) // Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2020. [Online]. Available: https://static-0.rosminzdrav.ru/system/attachments/attaches/000/050/584/original/03062020_%D0%9CR_COVID-19_v7.pdf?fbclid=IwAR1p266v_Ok6Hw0Xjw5nRVtJopPRDKdpP1nEMDmDcvHl0ug9QZPo6-mV80c.

280

The RECOVERY Collaborative Group, «Dexamethasone in Hospitalized Patients with Covid-19 — Preliminary Report», N. Engl. J. Med., p. NEJMoa2021436, Jul. 2020.

281

«NIH Clinical Trial Shows Remdesivir Accelerates Recovery from Advanced COVID-19», NIH, 29-Apr-2020.

282

A. E. Thompson, B. L. Ranard, Y. Wei, and S. Jelic, «Prone Positioning in Awake, Nonintubated Patients With COVID-19 Hypoxemic Respiratory Failure», JAMA Intern. Med., Jun. 2020.

283

J. Wise, «Covid-19 and thrombosis: what do we know about the risks and treatment?» BMJ, p. m2058, May 2020.

284

B. Greenwood, «The contribution of vaccination to global health: past, present and future», Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci., vol. 369, no. 1645, p. 20130433, Jun. 2014.

285

H. Holzmann, H. Hengel, M. Tenbusch, and H. W. Doerr, «Eradication of measles: remaining challenges», Med. Microbiol. Immunol., vol. 205, no. 3, pp. 201–208, Jun. 2016.

286

E. R. Miller, P. L. Moro, M. Cano, and T. T. Shimabukuro, «Deaths following vaccination: What does the evidence show?» Vaccine, vol. 33, no. 29, pp. 3288–3292, Jun. 2015.

287

M. O’Ryan, «Rotavirus Vaccines: a story of success with challenges ahead», F1000Research, vol. 6, p. 1517, Aug. 2017.

288

«WHO Target Product Profiles for COVID-19 Vaccines. Version 3–29, April 2020», WHO, 09-Apr-2020.

289

D. K. Chu et al., «Physical distancing, face masks, and eye protection to prevent person-to-person transmission of SARS-CoV-2 and COVID-19: a systematic review and meta-analysis», Lancet, vol. 395, no. 10242, pp. 1973–1987, Jun. 2020.

290

L. M. McNamee, M. J. Walsh, and F. D. Ledley, «Timelines of translational science: From technology initiation to FDA approval», PLoS One, vol. 12, no. 5, p. e0177371, May 2017.

291

I. A. Hamilton, «Bill Gates is helping fund new factories for 7 potential coronavirus vaccines, even though it will waste billions of dollars», Business Insider, 03-Apr-2020.

292

C. Cookson, «UK to test vaccines on volunteers deliberately infected with Covid-19», Financial Times, 23-Sep-2020.

293

S. E. Lederer, «The Challenges of Challenge Experiments», N. Engl. J. Med., vol. 371, no. 8, pp. 695–697, Aug. 2014.

294

Дьяконова О., Рейтер С. Ученые в России испытали вакцину от Covid на себе. Фармкомпании сочли это нарушением // BBC, 22-May-2020.

295

T. Ura, K. Okuda, and M. Shimada, «Developments in Viral Vector-Based Vaccines», Vaccines, vol. 2, no. 3, pp. 624–641, Jul. 2014.

296

Рейтер С., Ершов А. Первое большое интервью создатель российской вакцины от коронавируса Денис Логунов дал «Медузе». Он рассказал, стоит ли ждать прививок к сентябрю 2020 года // Meduza, 23-Jul-2020.

297

D. Y. Logunov et al., «Safety and immunogenicity of an rAd26 and rAd5 vector-based heterologous prime-boost COVID-19 vaccine in two formulations: two open, non-randomised phase 1/2 studies from Russia», Lancet, vol. 396, no. 10255, pp. 887–897, Sep. 2020.

298

Фармкомпании призвали Минздрав отложить регистрацию вакцины от COVID-19 // РБК, 10-Aug-2020.

299

Минздрав России выдал Центру Гамалеи разрешение на проведение пострегистрационного клинического исследования вакцины от коронавируса // Министерство здравоохранения Российской Федерации, 25-Aug-2020.

300

Первыми получат отечественную вакцину от коронавируса врачи и учителя // Медвестник, 01-Aug-2020.

301

H. L. Robinson and T. M. Pertmer, «DNA vaccines for viral infections: Basic studies and applications», 2000, pp. 1–74.

302

K. S. Corbett et al., «SARS-CoV-2 mRNA vaccine design enabled by prototype pathogen preparedness», Nature, Aug. 2020.

303

D. Wrapp et al., «Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation», Science, vol. 367, no. 6483, pp. 1260–1263, Mar. 2020.

304

I. Kristensen, P. Aaby, H. Jensen, and P. Fine, «Routine vaccinations and child survival: follow up study in Guinea-Bissau, West Africa Commentary: an unexpected finding that needs confirmation or rejection», BMJ, vol. 321, no. 7274, pp. 1435–1435, Dec. 2000.

305

J. Higgins, K. Soares-Weiser, and A. Reingold, «Systematic review of the non-specific effects of BCG, DTP and measles containing vaccines», 2014.

306

J. P. T. Higgins et al., «Association of BCG, DTP, and measles containing vaccines with childhood mortality: systematic review», BMJ, p. i5170, Oct. 2016.

307

R. J. W. Arts et al., «BCG Vaccination Protects against Experimental Viral Infection in Humans through the Induction of Cytokines Associated with Trained Immunity», Cell Host Microbe, vol. 23, no. 1, pp. 89–100.e5, Jan. 2018.

308

F. Gallais et al., «Intrafamilial Exposure to SARS-CoV-2 Induces Cellular Immune Response without Seroconversion», medRxiv, p. 2020.06.21.20132449, Jan. 2020.

309

T. Sekine et al., «Robust T cell immunity in convalescent individuals with asymptomatic or mild COVID-19», bioRxiv, p. 2020.06.29.174888, Jan. 2020.

310

K. K.-W. To et al., «COVID-19 re-infection by a phylogenetically distinct SARS-coronavirus-2 strain confirmed by whole genome sequencing», Clin. Infect. Dis., Aug. 2020.

311

R. L. Tillett et al., «Genomic evidence for reinfection with SARS-CoV-2: a case study», Lancet Infect. Dis., Oct. 2020.

312

B. Prado-Vivar et al., «COVID-19 Re-Infection by a Phylogenetically Distinct SARS-CoV-2 Variant, First Confirmed Event in South America»., SSRN Electron. J., 2020.

313

M. Mulder et al., «Reinfection of SARS-CoV-2 in an immunocompromised patient: a case report», Clin. Infect. Dis., Oct. 2020.

314

Там же.

315

E. Brochot et al., «Anti-Spike, anti-Nucleocapsid and neutralizing antibodies in SARS-CoV-2 inpatients and asymptomatic carriers», medRxiv, p. 2020.05.12.20098236, Jan. 2020.

316

J. Wu et al., «SARS-CoV-2 infection induces sustained humoral immune responses in convalescent patients following symptomatic COVID-19», medRxiv, p. 2020.07.21.20159178, Jan. 2020.

317

R. Wang, Y. Hozumi, C. Yin, and G.-W. Wei, «Decoding SARS-CoV-2 Transmission and Evolution and Ramifications for COVID-19 Diagnosis, Vaccine, and Medicine», J. Chem. Inf. Model., p. acs.jcim.0c00501, Jun. 2020.

318

«Researchers develop first diagnostic test for novel coronavirus in China», German Center for Infection Research, 16-Jan-2020.

319

M. R. Tom and M. J. Mina, «To Interpret the SARS-CoV-2 Test, Consider the Cycle Threshold Value», Clin. Infect. Dis., May 2020.

320

A. Ault, «CDC to Urge Against Repeat Testing After COVID Illness Resolves», 16-Jul-2020.

321

L. Azzi et al., «Saliva is a reliable tool to detect SARS-CoV-2», J. Infect., Apr. 2020.

322

K. K.-W. To et al., «Consistent Detection of 2019 Novel Coronavirus in Saliva», Clin. Infect. Dis., Feb. 2020.

323

A. L. Wyllie et al., «Saliva or Nasopharyngeal Swab Specimens for Detection of SARS-CoV-2», N. Engl. J. Med., vol. 383, no. 13, pp. 1283–1286, Sep. 2020.

324

«(57) Coronavirus-Update: Goldstandard bleibt der PCR-Test», NDR Info — Das Coronavirus-Update mit Christian Drosten, 24-Sep-2020.

325

Там же.

326

Q.-X. Long et al., «Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients with COVID-19», Nat. Med., vol. 26, no. 6, pp. 845–848, Jun. 2020.

327

«Interim Guidelines for COVID-19 Antibody Testing», CDC, 01-Aug-2020.

328

Q.-X. Long et al., «Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients with COVID-19», Nat. Med., vol. 26, no. 6, pp. 845–848, Jun. 2020.

329

J. Seow et al., «Longitudinal evaluation and decline of antibody responses in SARS-CoV-2 infection», medRxiv, p. 2020.07.09.20148429, Jan. 2020.

330

W.-C. Cao, W. Liu, P.-H. Zhang, F. Zhang, and J. H. Richardus, «Disappearance of Antibodies to SARS-Associated Coronavirus after Recovery», N. Engl. J. Med., vol. 357, no. 11, pp. 1162–1163, Sep. 2007.

331

H. Mo et al., «Longitudinal profile of antibodies against SARS-coronavirus in SARS patients and their clinical significance», Respirology, vol. 11, no. 1, pp. 49–53, Jan. 2006.

332

A. W. D. Edridge et al., «Coronavirus protective immunity is short-lasting», medRxiv, p. 2020.05.11.20086439, Jan. 2020.

333

K. K.-W. To et al., «COVID-19 re-infection by a phylogenetically distinct SARS-coronavirus-2 strain confirmed by whole genome sequencing», Clin. Infect. Dis., Aug. 2020.

334

B. Prado-Vivar et al., «COVID-19 Re-Infection by a Phylogenetically Distinct SARS-CoV-2 Variant, First Confirmed Event in South America»., SSRN Electron. J., 2020.

335

A. Woodward and H. Brueck, «2 more people have been reinfected with the coronavirus, European scientists say, a day after the first confirmed reinfection in Hong Kong», Business Insider, 25-Aug-2020.

336

«VIDEO: COVID-19 reinfection, Director of Nevada State Public Health Lab», ABC 6 NEWS, 02-Sep-2020.

337

E. Cohen, «Prominent scientists have bad news for the White House about coronavirus antibody tests», CNN, 15-Apr-2020. [Online]. Available: https://edition.cnn.com/2020/04/14/health/coronavirus-antibody-tests-scientists/. [Accessed: 16-Jul-2020].

338

J. A. Usher-Smith, S. J. Sharp, and S. J. Griffin, «The spectrum effect in tests for risk prediction, screening, and diagnosis», BMJ, p. i3139, Jun. 2016.

339

W. Wang et al., «Detection of SARS-CoV-2 in Different Types of Clinical Specimens», JAMA, Mar. 2020.

340

D. B. Larremore et al., «Test sensitivity is secondary to frequency and turnaround time for COVID-19 surveillance», medRxiv, p. 2020.06.22.20136309, Jan. 2020.

341

«Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Informs Public About Possible Accuracy Concerns with Abbott ID NOW Point-of-Care Test», FDA, 14-May-2020.

342

«New York City Coronavirus Map and Case Count», The New York Times, 2020. [Online]. Available: https://www.nytimes.com/interactive/2020/nyregion/new-york-city-coronavirus-cases.html. [Accessed: 17-Jul-2020].

343

«India coronavirus: Rapid testing paused over China kit issues», BBC, 22-Apr-2020.

344

«Coronavirus test kits withdrawn in Spain over poor accuracy rate», The Guardian, 27-Mar-2020.

345

«The Global Economic Outlook During the COVID-19 Pandemic: A Changed World», The World Bank, 08-Jun-2020.

346

«Mission summary: WHO Field Visit to Wuhan, China 20–21 January 2020», WHO, 22-Jan-2020.

347

Q. Li et al., «Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus — Infected Pneumonia», N. Engl. J. Med., vol. 382, no. 13, pp. 1199–1207, Mar. 2020.

348

«Coronavirus was already in Italy by December, waste water study finds», BBC, 19-Jun-2020.

349

ВОЗ объявила пандемию нового коронавируса // BBC, 11-Mar-2020.

350

«Read President Trump’s Speech on Coronavirus Pandemic: Full Transcript», The New York Times, 11-Mar-2020.

351

«Letter from President Donald J. Trump on Emergency Determination Under the Stafford Act», WhiteHouse.gov, 13-Mar-2020.

352

A. B. Komissarov et al., «Genomic epidemiology of the early stages of SARS-CoV-2 outbreak in Russia», medRxiv, p. 2020.07.14.20150979, Jan. 2020.

353

I. Ritov and J. Baron, «Status-quo and omission biases», J. Risk Uncertain., vol. 5, no. 1, Feb. 1992.

354

Информационные бюллетени. Корь // ВОЗ, 2018. [Online]. Available: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/measles. [Accessed: 18-Jul-2020].

355

F. Dorn et al., «Das gemeinsame Interesse von Gesundheit und Wirtschaft: Eine Szenarienrechnung zur Eindämmung der Corona-Pandemie», ifo Schnelld. Digit., vol. 6, 2020.

356

Якутенко И. Воля и самоконтроль. Как гены и мозг мешают нам бороться с соблазнами. — М.: Альпина нон-фикшн, 2018.

357

T. Jefferson et al., «Physical interventions to interrupt or reduce the spread of respiratory viruses. Part 1 — Face masks, eye protection and person distancing: systematic review and meta-analysis», medRxiv, p. 2020.03.30.20047217, Jan. 2020.

358

D. K. Chu et al., «Physical distancing, face masks, and eye protection to prevent person-to-person transmission of SARS-CoV-2 and COVID-19: a systematic review and meta-analysis», Lancet, vol. 395, no. 10242, pp. 1973–1987, Jun. 2020.

359

M. Gandhi and G. W. Rutherford, «Facial Masking for Covid-19 — Potential for ‘Variolation’ as We Await a Vaccine», N. Engl. J. Med., p. NEJMp2026913, Sep. 2020.

360

R. Zhang, Y. Li, A. L. Zhang, Y. Wang, and M. J. Molina, «Identifying airborne transmission as the dominant route for the spread of COVID-19», Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 117, no. 26, pp. 14857–14863, Jun. 2020.

361

M. Hendrix, C. Walde, K. Findley, and R. Trotman, «Absence of Apparent Transmission of SARS-CoV-2 from Two Stylists After Exposure at a Hair Salon with a Universal Face Covering Policy», MMWR Morb Mortal Wkly Rep, vol. 69, pp. 930–932, 2020.

362

N. R. Jones, Z. U. Qureshi, R. J. Temple, J. P. J. Larwood, T. Greenhalgh, and L. Bourouiba, «Two metres or one: what is the evidence for physical distancing in covid-19?» BMJ, p. m3223, Aug. 2020.

363

D. K. Chu et al., «Physical distancing, face masks, and eye protection to prevent person-to-person transmission of SARS-CoV-2 and COVID-19: a systematic review and meta-analysis», Lancet, vol. 395, no. 10242, pp. 1973–1987, Jun. 2020.

364

Z. Qureshi, N. Jones, R. Temple, J. P. Larwood, T. Greenhalgh, and L. Bourouiba, «What is the evidence to support the 2-metre social distancing rule to reduce COVID-19 transmission?» Cent. Evidence-Based Med. 22.06.2020, 2020.

365

«When to wear gloves», CDC, 2020. [Online]. Available: https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/prevent-getting-sick/prevention.html. [Accessed: 19-Jul-2020].

366

«Use of gloves in healthcare and non-healthcare settings in the context of the COVID-19 pandemic», European Centre for Disease Prevention and Control, 02-Jul-2020.

367

M. J. Cashore et al., «COVID-19 Mathematical Modeling for Cornell’s Fall Semester», Cornell University, 15-Jun-2020.

368

M. R. Tom and M. J. Mina, «To Interpret the SARS-CoV-2 Test, Consider the Cycle Threshold Value», Clin. Infect. Dis., May 2020.

369

«(57) Coronavirus-Update: Goldstandard bleibt der PCR-Test», NDR Info — Das Coronavirus-Update mit Christian Drosten, 24-Sep-2020.

370

FDA, «Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Informs Public About Possible Accuracy Concerns with Abbott ID NOW Point-of-Care Test», 14-May-2020.

371

D. B. Larremore et al., «Test sensitivity is secondary to frequency and turnaround time for COVID-19 surveillance», medRxiv, p. 2020.06.22.20136309, Jan. 2020.

372

I. Yelin et al., «Evaluation of COVID-19 RT-qPCR test in multi-sample pools», Clin. Infect. Dis., May 2020.

373

L. Mutesa et al., «A strategy for finding people infected with SARS-CoV-2: optimizing pooled testing at low prevalence», Apr. 2020.

374

L. Ferretti et al., «Quantifying SARS-CoV-2 transmission suggests epidemic control with digital contact tracing», Science, vol. 368, no. 6491, p. eabb6936, May 2020.

375

M. E. Kretzschmar, G. Rozhnova, M. C. J. Bootsma, M. van Boven, J. H. H. M. van de Wijgert, and M. J. M. Bonten, «Impact of delays on effectiveness of contact tracing strategies for COVID-19: a modelling study», Lancet Public Heal., Jul. 2020.

376

D. K. Chu et al., «Physical distancing, face masks, and eye protection to prevent person-to-person transmission of SARS-CoV-2 and COVID-19: a systematic review and meta-analysis», Lancet, vol. 395, no. 10242, pp. 1973–1987, Jun. 2020.

377

J. O. Lloyd-Smith, S. J. Schreiber, P. E. Kopp, and W. M. Getz, «Superspreading and the effect of individual variation on disease emergence», Nature, vol. 438, no. 7066, pp. 355–359, Nov. 2005.

378

M. Hartfield and S. Alizon, «Introducing the Outbreak Threshold in Epidemiology», PLoS Pathog., vol. 9, no. 6, p. e1003277, Jun. 2013.

379

M. Hartfield and S. Alizon, «Introducing the Outbreak Threshold in Epidemiology», PLoS Pathog., vol. 9, no. 6, p. e1003277, Jun. 2013.

380

J. O. Lloyd-Smith, S. J. Schreiber, P. E. Kopp, and W. M. Getz, «Superspreading and the effect of individual variation on disease emergence», Nature, vol. 438, no. 7066, pp. 355–359, Nov. 2005.

381

M. A. Benitez, «‘Patient zero’ believed he did not have Sars, inquiry told», 14-Dec-2020.

382

M. Hartfield and S. Alizon, «Introducing the Outbreak Threshold in Epidemiology», PLoS Pathog., vol. 9, no. 6, p. e1003277, Jun. 2013.

383

«Spike in South Korean infections linkld to one man’s night out», Deutsche Welle, 2020. [Online]. Available: https://p.dw.com/p/3bzq3. [Accessed: 31-May-2020].

384

«Nach Corona-Ausbruch in Baptisten-Gemeinde: Weiterer kirchlicher Infektionsherd», FR.de, 2020. [Online]. Available: https://www.fr.de/frankfurt/frankfurt-am-main-ort28687/frankfurt-corona-coronavirus-infektionen-baptisten-gottesdienst-covid-19-krankenhaus-zr-13773287.html. [Accessed: 31-May-2020].

385

A. V. Tkachenko, S. Maslov, A. Elbanna, G. Wong, Z. Weiner, and N. Goldenfeld, «Persistent heterogeneity not short-term overdispersion determines herd immunity to COVID-19», medRxiv, p. 2020.07.26.20162420, Jan. 2020.

386

X. Guo et al., «Long-Term Persistence of IgG Antibodies in SARS-CoV Infected Healthcare Workers», medRxiv, p. 2020.02.12.20021386, Jan. 2020.

387

A. W. D. Edridge et al., «Coronavirus protective immunity is short-lasting», medRxiv, p. 2020.05.11.20086439, Jan. 2020.

388

K. K.-W. To et al., «COVID-19 re-infection by a phylogenetically distinct SARS-coronavirus-2 strain confirmed by whole genome sequencing», Clin. Infect. Dis., Aug. 2020.

389

M. Mulder et al., «Reinfection of SARS-CoV-2 in an immunocompromised patient: a case report», Clin. Infect. Dis., Oct. 2020.

390

R. L. Tillett et al., «Genomic evidence for reinfection with SARS-CoV-2: a case study», Lancet Infect. Dis., Oct. 2020.

391

B. Prado-Vivar et al., «COVID-19 Re-Infection by a Phylogenetically Distinct SARS-CoV-2 Variant, First Confirmed Event in South America»., SSRN Electron. J., 2020.

Content

Ирина Якутенко
Вирус, который сломал планету
Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать

Вступление

Глава 1.Что такое вирусы и почему они так опасны

Глава 2. Как устроен коронавирус

Строение

Проникновение

Размножение

Выход из клетки

Почему SARS-CoV-2 такой особенный

Глава 3. Откуда он взялся

Был ли промежуточный хозяин?

Глава 4. Как передается коронавирус

Загрязненные поверхности

По воздуху

Через туалет?

Сезон круглый год

Нелюбитель свежего воздуха

И другие звери

Глава 5. Доктор, я умру? Что коронавирус делает с нами

Проникновение в организм

Течение болезни

Легкое течение

Бессимптомное течение

Не только антитела

Тяжелое течение

Игры с иммунитетом

Долгосрочные последствия

Факторы риска тяжелого течения

Менее очевидные маркеры

Общая схема развития COVID-19

Глава 6. Много маленьких загадок

Глава 7. Где лекарство?

Как создаются новые лекарства

Как понять, что что-то не так

Еще немного неудач

Чем богаты

Глава 8. Как лечат коронавирус

Не только таблетки

Глава 9. Где вакцина?

Что делают вакцины

Как создают вакцины

Типы вакцин

«Мертвая» (инактивированная)

«Живая» (аттенуированная)

Векторные вакцины

Субъединичные (пептидные) вакцины

Генетические вакцины

РНК-вакцины

Вирусоподобные частицы

Какие есть проблемы

Глава 10. Тесты: какие они бывают, зачем нужны и почему так плохо работают

РНК-тесты

Тест на антитела

Как часто ошибаются тесты?

И что со всем этим делать?

Как воспринимать РНК-тесты

Как воспринимать тесты на антитела

Глава 11. Правда ли нужен карантин и как вообще можно бороться с эпидемиями

В чем проблема с нынешней эпидемией

Не только карантин

Игра в TETRIS

Цифровые технологии

Глава 12. Когда все это закончится

Бить точно в цель

Заключение

Словарь

Благодарности

Комментарии

Примечания