Что мы поняли о COVID-19 за год

Рассказывает американский вирусолог.

SARS-CoV-2, вирус, вызывающий респираторное заболевание COVID-19, убил примерно 2,2% людей по всему миру. Но без современной медицины и науки ситуация могла бы быть намного хуже.

Последним подобным глобальным бедствием была пандемия гриппа 1918 года, в результате которой, согласно оценкам, погибли 50 млн человек во времена, когда не было интернета или легкого доступа к междугородным телефонам для распространения информации. Наука была ограничена, что затрудняло определение причины заболевания и начало разработки вакцины. Мир на 100% более подготовлен к нынешней пандемии, чем был 100 лет назад. Однако она по-прежнему оказывает сильное воздействие на нашу жизнь.

Я ученый-врач, специализирующийся на изучении вирусов, и заведующий микробиологической лабораторией, тестирующей на наличие инфекции SARS-CoV-2. Я лично видел пациентов с тяжелым заболеванием COVID-19 и посвятил себя разработке его диагностики. Это удивительное свидетельство важности науки: открытие нового вируса, вызывающего болезнь, полная расшифровка его генетического материала, созданы новые виды терапии для борьбы с ним, а в течение года разработаны многочисленные безопасные и эффективные вакцины — достижение, которое журнал Science отметил как прорыв 2020 года.

Для разработки большинства вакцин требуется 10−15 лет. До сих пор быстрее всего была разработана лишь вакцина против вируса паротита, на что ушло четыре года. Сейчас, в разгар пандемии SARS-CoV-2, одна вакцина уже разрешена для использования в США, и вторая почти не отстает. Другие вакцины уже применяются в различных странах мира.

Наука по ускоренной процедуре

Эта пандемия поставила в центр внимания науку. Одним из наиболее значительных научных достижений за последние 15 лет стала способность читать генетические инструкции (геномы), которые кодируют вирусы. Процесс секвенирования генома вируса называется секвенированием следующего поколения, и он совершил революцию в науке, позволив исследователям быстро и с минимальными затратами расшифровать геном вируса или бактерии. Эта стратегия использовалась для определения последовательности SARS-CoV-2 в начале января 2020 года, еще до того, как эпидемиологи признали, что он уже распространился по миру. Получение последовательности позволило быстро разработать диагностику SARS-CoV-2 и выяснить, кто был инфицирован, и как вирус распространяется.

Коронавирус SARS-CoV был ответственен за вспышку в 2002—2004 годах, но он не был особенно заразным и локализовался, в основном, в Юго-Восточной Азии.

SARS-CoV-2 развил два разных качества, которые позволяют ему легче распространяться.

Во-первых, он обладает огромным потенциалом для запуска бессимптомных инфекций, когда вирус заражает носителей, у которых нет симптомов, а носители могут так и не узнать, что они инфицированы, и заразить других.

Во-вторых, он может распространяться через аэрозольные частицы. Большинство этих вирусов распространяется через большие респираторные капли, которые видны и распространяются в воздухе на расстояние от трех до шести футов (от 1 до 2-х метров). Но SARS-CoV-2 также может распространяться воздушно-капельным путем через гораздо более мелкие частицы, которые остаются в воздухе в течение нескольких часов.

В то время как в 1918 году люди слепо верили, что маски снижают передачу, на этот раз наука дала нам конкретные ответы. Было проведено несколько исследований, демонстрирующих эффективность маски. Эти типы исследований информируют общественность о том, что ношение масок, социальное дистанцирование, мытье рук и ограничение на количество собирающихся вместе людей уменьшают циркуляцию вируса и, таким образом, уменьшают количество госпитализаций и смертей. Эти исследования хотя и не сорвали аплодисментов, но являются одними из самых важных открытий в борьбе с пандемией.

Наука помогает диагностировать

Многие тесты выполняются с помощью ПЦР, что означает полимеразную цепную реакцию. В этом методе используются специализированные белки и последовательности ДНК, соответствующие вирусу, называемые праймерами, для создания большего количества копий вируса. Эти дополнительные копии позволяют ПЦР-машинам обнаруживать присутствие вируса, врачи могут сказать вам, инфицированы ли вы. Поскольку последовательность генома вируса доступна, любой исследователь может разработать праймеры, соответствующие вирусу, для создания диагностического теста.

На раннем этапе Всемирная организация здравоохранения разработала тест ПЦР для обнаружения вируса и распространила инструкции о том, как его использовать, исследователям и врачам по всему миру.

Это было замечательным достижением, которое позволило странам всего мира быстро разработать диагностические тесты с использованием этого шаблона. Такое распространение изменило ход пандемии во многих странах.

Лечение снизило уровень смертности

Способы лечения инфекционных заболеваний часто меняются. Вакцины от гепатита С пока нет, но за последние годы методы лечения эволюционировали от тех, которые переносятся тяжело, до высокоэффективных с небольшими побочными эффектами.

Сейчас мы наблюдаем похожие вещи в пандемии SARS-CoV-2, только в ускоренные сроки. С помощью клинических исследований мы теперь имеем такие виды лечения, как стероиды, противовирусные препараты, такие как Ремдесивир, и вливания антител. Врачи также знают, как изменить положение пациента таким образом, чтобы повысить его шансы на выживание.

Разработка вакцины может положить конец пандемии

Эта пандемия могла бы закончиться тем, что вирус охватил бы все население, убив миллионы, но оставив с естественным иммунитетом выживших. Более вероятно, что вирус исчезнет, когда большая часть населения будет вакцинирована против SARS-CoV-2. Это особенно верно в тех частях мира, где сложно реализовать частое тестирование и стратегии общественного здравоохранения.

На разработку вакцины против гриппа ушло много лет, первая вакцина была доступна в 1942 году. Другие успехи в борьбе с оспой и полиомиелитом, а также недавние, такие как ВПЧ и Haemophilus influenzae типа b, стали прообразом для разработки вакцины.

Правительства во всем мире заключили партнерские отношения с частными компаниями, чтобы ускорить разработку вакцин против SARS-CoV-2. Это привело к тому, что несколько разных компаний разработали свои собственные версии вакцин. Обычно на их разработку уходят годы, однако за счет использования недавних успехов и накопленных знаний сроки были значительно сокращены. Обычно новые вакцины проходят фазу 1 (безопасность), фазу 2 (действенность) и фазу 3 (сравнение), но, как показано в текущих испытаниях, фазы 2 и 3 для целесообразности могут быть объединены. А крупномасштабное производство может начаться, когда вакцина все еще проходит испытания, что потенциально сокращает сроки на годы.

Технологии находятся в авангарде разработки этих вакцин. Некоторые вакцины против коронавируса используют технологию мРНК, которая, по сути, программирует наши клетки для выработки иммунных ответов против SARS-CoV-2.

Другие используют вирусы в качестве механизмов доставки белков SARS-CoV-2, на которые у вашего тела развивается иммунный ответ. Оба эти типа пока доказали свою эффективность, но долгосрочная безопасность остается спорной потому, что вакцины разрабатываются в такие ускоренные сроки.

Чему мы научились

Это заболевание, которое началось в Ухане, провинция Хубэй, Китай, и впервые было диагностировано в ноябре или декабре 2019 года, является прекрасной иллюстрацией того, насколько быстро вирусы распространяются во взаимосвязанном мире. У нас есть предварительные сведения о том, что может произойти в результате недавних вспышек вируса Эбола и Зика, но распространение SARS-CoV-2 произошло на другом уровне. Это подчеркнуло то, что когда мы получаем предупреждения о заразных вирусах, во всех частях мира необходимо принимать быстрые и решительные меры для сокращения их распространения.

Там, где более строго соблюдается политика общественного здравоохранения, произошло значительное сокращение передачи вируса.

Хотя исследования, которые сделали все это возможным, прямо сейчас могут быть незаметны, но в истории это время будет зафиксировано как один из величайших периодов научных достижений.

Дэвид Прайд, «Новое время»