"Голос учёных звучит слишком тихо". Потехин А.А. о SARS-CoV-2 (часть1)
Некто @KuzminVA Пытался опубликовать данный текст здесь, на Пикабу, но сделал это криво, с нарушением правил.
НО! Это совсем не значит, что данный текст не заслуживает публикации.
Весьма и весьма интересная статья.
Достаточно актуальная и, главное, написана доступным для понимания языком.
Текст большой и поэтому разбит на 2 части.
Алексей Анатольевич Потехин, кандидат биологических наук, профессор кафедры микробиологии СПбГУ. Лектор курса "Вирусология". Соавтор учебника Пиневич А.В., Гаврилова О.В., Сироткин А.К., Потехин А.А. Вирусология. 2012, Изд-во СПбГУ, 432 с.
Я получил много вопросов после своих первых постов о коронавирусе, и я постараюсь на некоторые из этих вопросов ответить. Интернет каждый день выплескивает нам множество информации – как разобраться в том, где факты, а где чушь? Все больше новостей о коронавирусе начинается со слов «Ученые рассказали о…», «Ученые разработали…», «Ученые сообщили, когда…». С одной стороны, это хорошо, потому что это значит, что мы все больше узнаем о нашем враге-вирусе. С другой стороны, в интернете в основном не сами ученые рассказывают, а рассказывают журналисты, которые что-то слышали от ученых. Или министры и чиновники, или президенты крупнейших держав, которые тоже что- то слышали. Или экономисты, которые за месяц-другой уже отлично разобрались в вирусологии. И чем больше я читаю таких новостей, тем больше убеждаюсь: голос самих ученых звучит слишком тихо. Значит, надо говорить громче. Еще раз уточню: по своей научной специальности я микробиолог и генетик, я не исследую вирусы, по их части моя деятельность ограничивается преподаванием вирусологии в СПбГУ и соавторством в учебнике по вирусологии. Все, что я напишу ниже – мои оценочные суждения, основанные на общем знании биологии вирусов и биологии вообще, а также попытка связывать факты наиболее логичным способом, так, как это принято в науке. Я не стану расставлять ссылки на источники в своем тексте, так как пишу его не в рамках научной дискуссии, а для людей с разным образованием, которым важно получить информацию в доступном виде. Но все, о чем я собираюсь сказать, подкреплено данными, которые я считаю заслуживающими доверия. Текст получился очень длинным, и осилят его, наверно, не все, но надеюсь, что кому-то удастся найти там ответы на свои вопросы.
Итак. Начнем с того, что угроза, связанная с эпидемией COVID-19, еще пока далеко не исчерпана, и она более чем реальна. В мире умерло около 200 тысяч человек, а официально заболело почти 3 миллиона. Если верить данным недавнего тестирования, проведенного в Нью-Йорке, официальное число людей, у которых диагностирована инфекция, отличаются от числа людей, столкнувшихся с коронавирусом, примерно в 12 раз. Таким образом, летальность от коронавируса составляет около 0.6-0.7%. Звучит как-то нестрашно? Пересчитаем в цифры. Умирает 1 человек из 130 ВСТРЕТИВШИХСЯ с вирусом, а не заболевших с температурой и официальной справкой. В городе с населением 1 миллион при стопроцентной инфекции умрет 7 тысяч человек, при условии, что медицинскую помощь будут успевать оказать большинству тяжело заболевших (в скобках – успевать НЕ БУДУТ). Все население, безусловно, не заболеет, но этот гад, в отличие от вируса гриппа, вообще-то очень заразный. А в России пока идет активный рост числа случаев. Вопрос к тем, кто считает, что вся история раздута, а опасность преувеличена, случаев заражения почти нет, хочется гулять и все такое: чтобы вы поняли, что у нас эпидемия, нужно, чтобы на улицах лежали покойники, как в средневековье при эпидемиях чумы? Ну так если снять карантины прямо сейчас, то примерно так и получится – количество смертей будет шокирующе большим для XXI века. Не говоря уже о том, что тех, кто сейчас осознанно нарушает правила самоизоляции, все равно будут спасать те же врачи, которые рискуют жизнью уже месяц и будут рисковать дальше. У врачей нет выбора, они как пожарные на пожаре – идут в огонь. А у нас, у вас – есть.
Всех волнуют вопросы о том, будет ли коронавирус вызывать стойкий иммунитет, или же он будет ускользать от иммунного ответа и, как вирус гриппа, постоянно являться к нам в новом облике. Многих беспокоит, что со временем коронавирус станет более, а не менее опасным. На эти вопросы дать однозначный успокоительный ответ нельзя. Но, по аналогии с судьбой многих других вирусов, пришедших к человеку от животных, можно прогнозировать снижение вирулентности и патогенности коронавируса со временем. Попробую проиллюстрировать это на нескольких аналогиях, более понятных читателям без биологического образования. У вирусов есть лишь одна цель – постоянно присутствовать в популяции хозяев, то есть размножаться и заражать. Цели убить хозяина у вируса нет. При этом у вирусов есть две стратегии. Одна характерна для очень заразных вирусов: они не заботятся о жизни конкретного хозяина, так как они очень легко и эффективно заражают все новых и новых особей. Так ведут себя вирусы кори, оспы, ветрянки. Вторая – для остальных, менее заразных (к ним относится и наш коронавирус): чем дольше хозяин остается «в форме», тем дольше он передвигается, общается с другими и разносит инфекцию, и случаев заразить новую жертву у таких вирусов будет больше. Представьте, что на вашей улице появился полтергейст, который проникает в дома и крушит их один за другим. Если он очень быстрый, то он может успеть выскочить в следующий дом даже из падающего здания. А если не очень – то если он обрушит дом, то и сам останется под развалинами. То есть, он может там сильно напакостить, но обрушать - не в его интересах.
Далее. Очень ли быстро мутирует коронавирус? Станет ли он неуловимым для иммунитета? Тут несколько пунктов. Первый: как все РНК-содержащие вирусы, коронавирус мутирует легко, и это заложено в его природе (РНК-зависимая РНК-полимераза ошибается в среднем однажды на 1000 – 10000 нуклеотидов при копировании матрицы). Но, в противовес этому, коронавирусы, имеющие самые крупные геномы среди всех РНК-вирусов, вынуждены из-за большого размера генома иметь и защиту от излишнего числа мутаций, иначе они рискуют проиграть свою партию – ведь куда большее число мутаций имеет негативный характер, чем адаптивный. Как говорят авторитетные биоинформатики (сошлюсь на данные М.С. Гельфанда), анализ секвенированных геномов циркулирующих вариантов вируса показывает, что излишне высокой частотой возникновения мутаций SARS-CoV-2 не отличается. Могут ли эти мутации приводить к резкому усилению вирулентности и патогенности вируса? В теории – да. На практике же такие более опасные варианты быстро отсекаются карантинами и, увы, смертью хозяев, как это произошло с первым SARS-CoV, возбудителем атипичной пневмонии 2002-2003 года. Мутации же, ослабляющие симптоматику заболевания, то есть смягчающие эффект для здоровья, играют вирусу на руку в его стремлении сохраниться в популяции хозяев. Может ли рекомбинация, как другой механизм изменчивости РНК-вирусов, привести к плохому? В теории – да. Но для этого нужно, чтобы одну и ту же клетку заразили одновременно два варианта вируса с разными мутациями (в идеале – от разных животных-хозяев); тогда эти мутации при репликации могут случайно объединиться в одном генотипе у каких-то вирусных частиц, которые выйдут из такой незадачливой клетки. Опять же, это событие, имеющее очень небольшую вероятность. Наконец, к счастью, у коронавируса геном представлен единственной молекулой РНК. У вируса гриппа же геном состоит из 8 молекул РНК, и при одновременной инфекции клетки двумя вариантами вируса новые вирусные частицы могут составить свои геномы из любого набора молекул РНК «родительских» вариантов. Проиллюстрирую аналогией. Представим себе, что генотип коронавируса представлен одной картой из колоды, допустим, дамой пик. Одна мутация, вероятнее всего, превратит даму в короля или в валета, редко – в туза или в семерку пик; пусть мутации также могут сменить «вирусу» масть, превращая даму пик, например, в даму червей. Если произойдет рекомбинация, это сделает более вероятным появление туза червей или валета бубен. В очень редких ситуациях появится джокер – карта с непредсказуемыми способностями. То есть «плохие» варианты редки, но иногда могут встретиться. Что отличает вирус гриппа от коронавируса? Два вируса гриппа приносят с собой в клетку по 8 сегментов генома – по 8 карт. Каждая карта может изменяться так, как мы только что описали выше. То есть число раскладов очень сильно возрастет. При этом потомство этих встретившихся в клетке вирусов может вытянуть из «колоды» абсолютно любые 8 карт. То есть число новых генотипов «на выходе» из организма сразу превращается в астрономическое.
Таким образом, коронавирусу никогда не видать той изменчивости, на которую способен вирус гриппа. И это - хорошие новости.
Следующий блок вопросов касается природы коронавируса SARS-CoV-2. Продолжаются дебаты относительно того, возник ли он в природе или его искусственно создали злые или безответственные люди. Из США показывают пальцем на Китай, Китай в ответ задается вопросом, а не сами ли американцы играли в опасную игру. Масла в огонь подливают как крупные ученые (француз Люк Монтанье, получивший Нобелевскую премию за открытие ВИЧ), так и многочисленные недостаточно компетентные люди и лжеученые, резонанс от выступлений которых, увы, велик. Монтанье заявил, что «не верит» в природное происхождение, а в геноме коронавируса есть последовательности генома ВИЧ. К счастью, для ученых вопрос возникновения коронавируса не относится к числу вопросов веры, и у биологов есть инструменты, применив которые, любой квалифицированный специалист может проверить, прав ли Монтанье. Такую проверку выполнили многие хорошо разбирающиеся в анализе геномов биологи, и заключение однозначно: встречаемость одинаковых нуклеотидных последовательностей в геноме ВИЧ и в геноме коронавируса не выходит за рамки обычной погрешности, такие участки редки и очень коротки. Тот же результат мы получим, сравнив коронавирус и с многими другими вирусами. То есть коронавирус НЕ ИМЕЕТ НИЧЕГО ОБЩЕГО с ВИЧ. Я уже высказывался в прошлых текстах насчет происхождения SARS-CoV-2; для меня опубликованные в отличных журналах доказательства его естественного возникновения являются исчерпывающими. Более того, человечеству очень повезло, что этот вирус, вообще-то, слабоват по сравнению с тем, что могло получиться у природы, он не относится к числу самых заразных, а эпидемия уносит относительно немного жизней.
Многие присылали мне ссылки на интервью И. Ермаковой, данное А. Караулову. Я бы вообще не стал комментировать ту ахинею, которую она несла в той беседе, если бы поисковик Яндекса не выдавал ее фамилию в топе, указывая на то, что многие люди всерьез воспринимают ее высказывания. Буквально два слова. Первое: судя по уровню ее заключений, она не сдала бы ЕГЭ по биологии, поэтому считать ее биологом затруднительно. Второе: в предложенном ею сценарии появления коронавируса в Ухане не хватает только марсиан, настолько там вдохновенный полет фантазии. Достаточно того, что «страшная искусственно созданная бактерия Синтия» сама по себе может вызывать все симптомы коронавирусной инфекции и еще много что. Синтия – несчастное, убогое пробирочное создание, чей геном был создан на основе самого маленького бактериального генома, принадлежащего микоплазме. Из генома микоплазмы вычленили еще меньший набор генов, которого должно было хватить на поддержание жизни клетки, и на его основе создали искусственную клетку – синтию. Такая клетка не смогла бы и дня прожить в условиях, отличающихся от лабораторной пробирки, где есть все, что нужно, и ничего никогда не меняется. Она однозначно не смогла бы выжить, поедая нефть в Мексиканском заливе. Что касается того, что такой бактерии, по мнению Ермаковой, без разницы, то ли нефтью питаться, то ли человечиной, то ли содой… Если бы это было так, ее создатели могли бы гордиться: ведь даже Природе в эволюции создать гетеротрофные организмы, не отказывающиеся и от автотрофии, удавалось очень нечасто. Если Синтия могла бы усваивать и органический (в нефти), и неорганический (входящий в состав карбоната натрия, то есть соды) углерод, то мир был бы у ее ног. Но, увы, она не может не только этого, но и вообще практически ничего.
Вообще, как мне кажется, чисто практически не так важно, как именно появился наш коронавирус – он уже все равно здесь. Важно другое: после пандемии COVID-19, хочется верить, мир окончательно поймет, что самое страшное оружие, которое можно придумать – это биологическое оружие. Для него не существует границ. Этого джинна из бутылки достаточно выпустить один раз, и он «перезагрузит» все человечество.
Давайте обсудим теперь вопросы, связанные с лечением коронавирусной инфекции. Все ждут вакцину. И все хотят, чтобы было лекарство. В сознании большинства что вакцина, что лекарство - из одной оперы. Отмечу ключевое различие. Вакцина – это препарат, с помощью которого мы знакомим нашу иммунную систему с безопасным врагом, заранее ослабленным или убитым, или просто с его частями (отдельными молекулами), и настраиваем иммунитет на грядущую встречу с инфекцией. Если вирус придет в организм, который с ним уже встречался, то наша иммунная система не позволит инфекции развиться и очень быстро вирус из организма вычистит. Если же иммунная система видит вирус впервые, то она не успевает среагировать моментально, и вирус успевает напасть и нанести организму серьезный ущерб. То есть вакцина – это инструмент точной настройки иммунной системы, и вакцинировать нужно заранее.
К слову, отвлечемся на еще одну популярную тема последних недель – полезность противотуберкулезной вакцины БЦЖ в профилактике коронавирусной инфекции. Все началось с того, что в журнале Science была опубликована статья, в которой авторы осторожно отметили, что применение вакцины БЦЖ в Африке в течение года после прививки приводило к лучшей сопротивляемости организмов привитых детей и подростков другим инфекционным болезням. И, вероятно, это связано с тем, что, как любая вакцина, вакцина БЦЖ стимулирует иммунную систему и позволяет ей противостоять другим вызовам. Этот эффект не может длиться всю жизнь, даже собственно от туберкулеза необходима ревакцинация БЦЖ через 10 лет. Но вдруг такая неспецифическая вакцинация тоже может ослабить протекание CODID-19. Однако некоторые, в том числе далекие от науки и медицины авторы, тут же углядели корреляцию между тяжестью протекания эпидемии COVID-19 и отсутствием государственной программы вакцинации БЦЖ в этих странах (то есть, колют БЦЖ – и люди в стране болеют меньше и легче, не колют – можно в простыню на всякий случай завернуться сразу). Я всегда предостерегаю студентов от поисков ложных корреляций, когда между двумя событиями / фактами нет никакой материальной связи – корреляцию выводить очень опасно и непрофессионально. Очевидно, что БЦЖ никак не настраивает иммунитет собственно против коронавируса, это вакцина от туберкулеза, очень опасного заболевания, которое вызывают бактерии, а не вирусы. Очевидно, что, даже если она кратоксрочно стимулирует иммунитет в целом, то этот эффект не может сохраняться годами и десятилетиями. Никакого специфического механизма защиты от коронавируса с помощью БЦЖ на сегодня нельзя даже заподозрить. Таким образом, пока что эта корреляция напоминает известную: «Все люди, которые ели огурцы, рано или поздно умрут. Значит, огурцы опасны для жизни».