Что нужно сделать, чтобы пандемия пошла на спад, как разные вирусы влияют на циркуляцию друг друга в природе, как борются с COVID-19 в США, почему нам нужно как можно больше вакцин и похож ли коронавирус на «болезнь чистых рук», читайте в репортаже Indicator.Ru с собрания Научного совета РАН «Науки о жизни».
«Смертность постепенно снижается»
Как рассказал вирусолог Константин Чумаков, заместитель директора по науке отдела вакцин Агентства США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), коронавирусы — одни из самых больших из вирусов, геном которых состоит из 30 тысяч «букв»-нуклеотидов и записан в виде РНК. Главным путем передачи можно считать респираторный, однако работают и другие, например, фекально-оральный, через грязные руки и поверхности. Мишенью его в организме человека становится белок ангиотензин-конвертирующий фермент-2, который есть на разных типах клеток, например в сосудах пузырьков-альвеол в легких (поэтому заражение часто происходит через легкие). Вирус часто вызывает осложнения со стороны иммунной и кровеносной системы — цитокиновый шторм и васкулит (иммунологическое воспаление сосудов).
Все эти и другие опасные последствия заболевания будут угрожать людям еще долго: пандемия продолжает шествие по миру и отступать не собирается. Новый подъем заболеваемости в тех же США с начала лета — это еще даже не вторая волна, а продолжение первой: если в апреле болели жители Нью-Йорка, то сейчас коронавирус достиг Флориды, Техаса, Калифорнии. Но это еще не значит, что второй волны не будет вовсе: в Израиле после смягчения карантинных мер начался сильный подъем заболеваемости. В России же заболеваемость снижается, но «не так быстро, как хотелось бы».
Новые случаи заражения в США
Фото: Константин Чумаков
Новые случаи заражения в Израиле
Фото: Константин Чумаков
«Количество новых случаев продолжает увеличиваться. Трудно сказать, как дальше пойдет. Но кажется, мы научились лучше лечить этих заболевших, и смертность постепенно снижается, — отметил Чумаков. — Это очень хорошая новость». Также вирусологи отметили интересную особенность: смертность ниже в странах с наименее развитым уровнем гигиены и санитарии. «COVID-19 похож на "болезнь чистых рук". Чем более развита страна в плане экономики и медицины, тем выше в ней заболеваемость COVID-19, — отмечает член-корреспондент РАН, директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е. И. Марциновского ФГАОУ ВО "Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова" Александр Лукашев. — Это согласуется и с более ранними гипотезами. На самом деле здесь очень много факторов работает, и то, что нельзя не учитывать, это связи между разными вирусами, которые распространяются волнами. Мы практически ничего не знаем про их взаимодействия, "виросферу" земного шара. Например, есть вполне достоверные теории о том, почему грипп сезонный, — потому что гриппу летом мешают энтеровирусы». Однако он не упомянул, что такие данные могут объясняться и разницей в сборе статистики.
Прирост новых заболевших и количество смертей в день
Из презентации Константина Чумакова
Как рассказал Чумаков, для инфекций также важен показатель под названием «эффективное репродуктивное число» (Rt), который получается при умножении базового репродуктивного числа (R0) на восприимчивость популяции. С первым множителем не все так просто: он означает среднее число здоровых людей, которых заразит один инфицированный. Оценки его для коронавируса плавают в широких пределах, и самые пессимистичные прогнозы делают его огромным — до шести. А вот второй складывается из карантинных мер и иммунного статуса популяции (насколько большой процент населения имеет иммунитет). Чтобы пандемия пошла на спад, новые заболевшие должны уравновеситься с выздоравливающими, и Rt должен достичь единицы.
Базовое репродуктивное число и эффективное репродуктивное число
Фото: Из презентации Константина Чумакова
Фото: Из презентации Константина Чумакова
По мнению вирусолога, это помогает понять, нужна ли нам вакцина вообще, или инфекционная вспышка погаснет самостоятельно. Как рассчитали ученые, чтобы Rt оказалось меньше единицы, иммунитет должен быть у 60% популяции. «Но эта цифра неточная. Сама величина определена с некоторой ошибкой. Модель не принимает во внимание гетерогенность, ведь все имеют разную восприимчивость, но примерный порядок правильный. В некоторых регионах, где доля заболевших была особенно велика, их процент приближается к этой цифре, и есть надежда, что там пандемия загаснет сама по себе», — уточняет Чумаков.
Вакцины, которые мы выбираем
Пока что самые большие надежды возлагаются на вакцинацию. Поскольку мы не знаем, какой вариант будет наилучшим, вакцин сейчас разрабатывается великое множество, и все ученые согласны с тем, что это правильный подход, повышающий вероятность успеха. Главное — не превращать его в бесконечную конкуренцию за то, кто первым получит деньги на производство, а обмениваться результатами.
Среди видов вакцин — убитые цельновирионные, субъединичные, ДНК, РНК, живые аттенуированные. «Живые аттенуированные вакцины могут оказаться наиболее эффективными и стать вакцинами следующего поколения. Вероятно, что прямо сейчас такую вакцину сделать мы не сможем», — предполагает Чумаков. В одной из векторных систем, к примеру, в качестве носителя используется обезвреженный вирус Ньюкасла (он вызывает псевдочуму птиц), к которому прикрепляется белок, характерный для SARS-CoV-2. Такой носитель будет размножаться в дыхательных путях человека и вызовет более сильный иммунный ответ. Всего на стадии доклиники испытывают уже 132 вакцины, 17 вступают в клинические испытания, а китайская вакцина Ad5-nCoV компании CanSino уже лицензирована для китайских военных.
Примеры вакцин
Фото: Из презентации Константина Чумакова
Spike — белок из вирусной короны, по которому иммунитет можно «научить» распознавать коронавирус
Фото: Из презентации Константина Чумакова
В России тоже ведутся подобные исследования. К примеру, директор Федерального научного центра исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М. П. Чумакова РАН Айдар Ишмухаметов рассказал о преимуществах цельновирионных вакцин (пока что его группа находится на стадии технологических разработок).
О российской цельновирионной вакцине
О российской цельновирионной вакцине
О российской цельновирионной вакцине
О российской цельновирионной вакцине
Однако не совсем понятно, насколько такой иммунитет хорошо защитит людей. Белки-антитела, которые распознавали бы вирус (гуморальный иммунитет), образуются не у всех пациентов, но надежда остается на клеточный иммунитет — реакцию Т-лимфоцитов на патоген, однако пока что этот механизм для коронавируса изучен мало. Как уточнил Ишмухаметов, в этом случае реакция происходит не на один белок вируса, а на несколько типов таких белков сразу (S, M и N). Он также подтвердил, что по типам иммунного ответа популяция неоднородна, а значит, у разных людей реакция может развиваться по-разному.
Это только начало
Доказав
само наличие иммунитета, создатели вакцин все равно не смогут почивать
на лаврах: сложная и непредсказуемая часть работы остается впереди.
Чтобы стать лидерами в этой гонке, нужно будет соответствовать и другим
критериям: прививка должна быть безопасной, а ее эффект должен
сохраняться длительное время. Для преодоления этих сложностей
американский президент Дональд Трамп начал «Операцию со сверхсветовой
скоростью», компании-участники которой смогут сократить время на
разработку своих вакцин. Благодаря такому подходу компании могут
испытывать несколько версий вакцины одновременно и проводить разные фазы
клинических испытаний параллельно, сокращая время до выхода на рынок.
Безопасность превыше всего: даже в сокращенные сроки нужно протестировать вакцины,
чтобы исключить большую часть побочных эффектов
Из презентации Константина Чумакова
Кроме того, даже самая действенная вакцина будет бесполезна, если ее трудно или невозможно внедрить в клиническую практику. Здесь не последнюю роль играют технические вопросы — сложность и скорость производства, стоимость, доставка (в том числе, сколько можно хранить вакцину и какие ей нужны условия) и удобство в применении. Все это не отменяет способности вируса мутировать. В таком случае, как и вакцину от вируса гриппа, вакцину от коронавируса придется постоянно «обновлять». И хотя, по данным Ишмухаметова, вирус SARS-CoV-2 эволюционирует с низкой скоростью, полностью застраховаться от внезапных изменений нельзя, но можно стараться выбрать для распознавания те белки, которые вирусу не так-то просто изменить.
Как
отметил Лукашев, «значительную часть вакцин разрабатывают те, кто не
слышали о коронавирусе еще даже полгода назад», биотехнологи, которые
могут представить, как сделать 100 или 1000 доз препарата, но не как
сделать достаточно продукта для массовых прививок. Проблема заключается
еще и в том, что иммунология, технология производства и вирусология в
России плохо взаимосвязаны: многие научные коллективы упускают из виду
соседние области. Также, добавил член-корреспондент РАН, адекватных
моделей распространения заболевания мы до сих пор не имеем.
Альтернативным
вариантом, который мог бы сдержать распространение коронавирусной
инфекции, могут стать вакцины от кори, полиомиелита или БЦЖ. Они влияют
на врожденный иммунитет, и, по мнению Чумакова, могли бы защитить от
COVID-19, пока более специфичные вакцины не подоспеют. Но их
эффективность в этом направлении тоже стоит изучить подробнее. Это
мнение разделила и кандидат биологических наук Дарья Егорова, старший
научный сотрудник лаборатории генной инженерии патогенных
микроорганизмов ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России.
«Стимуляция врожденного иммунитета может обеспечивать более легкое
течение заболевания во многих случаях», — уверена она.
"Очень приятно, что мы идем несколькими путями в нашей стране. Какой путь окажется более правильным, покажет время. Правильно Константин Михайлович говорил, что нельзя все яйца в одну корзину класть. Первые разработки, которые пройдут клинические испытания и будут применены на ограниченном классе пациентов, которые относятся к группам риска, или для врачей, — все это очень и очень важно. Пусть первая вакцина будет не оптимального действия, но она будет работающая и нужная для определенного контингента людей, -Президент РАН
"Нельзя все яйца в одну корзину класть"Индикатор (indicator.ru), 8.07.2020
"Нельзя все яйца в одну корзину класть"MSN (msn.com), 8.07.2020