Когда коронавирус перестанет распространяться

— Давайте начнем с простого общего вопроса: что такое вирус? Это вообще живое или неживое?

— Если давать формальное определение, то это внутриклеточные паразиты, достаточно примитивно устроенные, которые могут заражать клетки и вызывать заболевания. Но это определение не отражает сути вирусов.

Чтобы понять биологическую сущность вирусов, представьте себе живую клетку. Внутри нее есть разные органеллы, есть ядро. В ядре расположены хромосомы — геном, который управляет всей жизнью клетки. Их строго определенное количество, которое удваивается, когда клетка делится. Но представьте, что в этой клетке, помимо ее собственных хромосом, вдруг откуда-то появились другие хромосомы — одна или несколько — и начинают вести себя по-хозяйски: не считаются с теми программами, которые заложены в самой клетке, а синтезируют собственные белки. А потом выходят из клетки, чтобы искать себе нового хозяина.

Вирусы можно охарактеризовать как некие автономные геномы, которые не имеют собственной клетки и способны существовать какое-то время во внешней среде в виде вирионов — состояния, при котором геном вируса упакован в капсид (белковую оболочку. — Прим. ред.). Этим вирусы принципиально отличаются от клеточной жизни.
Мы не можем назвать их организмами, потому что у них нет органов или органелл. Но это живые существа.

— Если у них нет органелл, значит, они не могут участвовать в энергетическом обмене? Вне клетки они пассивны?

— Да. С точки зрения биологии основная жизнь вируса, основные связанные с ним эволюционные события происходят именно в клетке.

— Вирусы могут заражать любые клетки? В том числе бактерии?

— Все виды клеток, все виды организмов, существующие на Земле, имеют свои наборы вирусов, которые их инфицируют.

— Как появились вирусы?

— Происхождение вирусов неразрывно связано с происхождением жизни на Земле. Согласно абиогенной теории, на Земле зародились первые самореплицирующиеся молекулы — протогеномы, которые дальше эволюционировали в двух направлениях: одни пошли по пути обособления от окружающей среды и стали формировать клетки, а другие начали выступать в роли паразитических протогеномов, которые используют для жизни чужие клетки, хотя и могут выйти из них в окружающую среду в составе капсида.

Это две отдельные ветви жизни, но они тесно связаны между собой. Вирусам нужны клетки, потому что только внутри клетки вирусы могут реплицироваться. Но и вирусы нужны клеткам: без вирусов немыслима эволюция, потому что они, начиная с самых ранних этапов эволюции клеточной жизни, были своего рода переносчиками геномов.

— Чем отличаются вирусы друг от друга?

— Вирусы — это вообще самые разнообразные живые существа на Земле.

Геном любой клетки представлен двухцепочечной ДНК, которая упакована в хромосомы, и только. У вирусов геном представлен во всех мыслимых и немыслимых формах. Это может быть такая же двухцепочечная ДНК в линейной хромосоме, или двухцепочечная ДНК в кольцевой хромосоме, или одноцепочечная ДНК, или РНК, также линейная или кольцевая, положительно или отрицательно полярная.

Все возможные формы генома, которые мы только можем себе представить, присутствуют в вирусном мире.

— Мы говорили о том, что для каждой клетки найдется какой-нибудь вирус. А как вирусы переходят от одних видов к другим? Могут ли от бактерий переходить к ядерным клеткам?

— Нет, вирусы из бактерий не могут перейти к эукариотам: это слишком далекие с точки зрения эволюции организмы. Если говорить о человеке, то к нам вирусы пришли от животных при близких контактах, например при одомашнивании. Все человеческие вирусы, которые мы знаем, — бывшие зоонозы. Оспу мы, судя по всему, получили от верблюдов, корь — от собак, коронавирус — от летучих мышей.

— А как же версия, что от змей?

— Это недостоверная информация, она с самого начала была сомнительной.

— Были еще новости, что родиной коронавируса стал рынок морепродуктов.

— Рынок морепродуктов мог быть тем местом, где были инфицированы первые заболевшие. Но это не значит, что сами морепродукты — источник этого заражения: мы с ними эволюционно все-таки очень разные.

Когда в 2002 году возникла первая эпидемия SARS, изначально в качестве источника подозревали цивет (хищные млекопитающие семейства виверровых, распространены в тропиках Старого Света. — Прим. ред.). Но потом начали обследовать виды животных, обитающих в районе вспышки, и в конце концов обнаружили, что очень похожие вирусы крайне активно циркулируют в летучих мышах. Буквально пара мутаций в поверхностном белке, который связывается с клеточными рецепторами, — и этого оказывается достаточно, чтобы такой вирус мог уже инфицировать человека.

В Китае найдены пещеры, где живут большие популяции подковоносых летучих мышей. И в этих популяциях циркулирует множество вариантов коронавируса, некоторые из которых — один или два — могут иметь такие мутации.

— Давно ли коронавирус перешел к человеку?

— Вообще с 1960-х годов, когда были открыты первые коронавирусы (сначала стало известно о двух таких вирусах, потом это число выросло до четырех), было понятно, что они просто циркулируют у нас в популяции и вызывают обыкновенные ОРВИ.

— И у популяции не возникает иммунитета?

— Какой-то возникает. Но, во-первых, насколько он стойкий? Как долго держится: полгода, год? А во-вторых, вирус тоже немного меняется, изменяет свои антигенные эпитопы, что позволяет ему избегать иммунного ответа.

— Как выглядит этот иммунный ответ?

— Вирусный патогенез достаточно сложная вещь, в нем действует множество факторов. Если клетка понимает, что она инфицирована (например, детектирует внедрение двухцепочечной РНК, которой в обычном состоянии у нее нет), она включает механизмы самоуничтожения — например, уходит в апоптоз или экспонирует антигены вируса на поверхность, чтобы ее заметил и убил Т-лимфоцит. Одновременно она продуцирует интерферон и тем самым подает сигналы всем окружающим клеткам, чтобы они немедленно прекратили синтез вообще любых белков.

Как только иммунная система идентифицирует чужеродный антиген или получает от зараженной клетки такой сигнал, возникает воспаление, повышается температура. Собственно, воспаление легких и есть проявление иммунного ответа, направленного на борьбу с вирусом.

— То есть если у человека слабый иммунитет, у него меньше вероятность заболеть воспалением легких?

— Реакция организма должна быть сбалансированной: сначала должны подействовать провоспалительные факторы, а потом их действие должно быть уравновешено противовоспалительными. Пожилой человек может скончаться от воспаления легких не потому, что иммунная система дает неправильный ответ, а потому, что этот ответ не сбалансирован.

— Могут ли эти вирусы, которые циркулируют у нас в популяции, мутировать в более тяжелую форму?

— Обычно бывает наоборот: когда появляется какая-то новая тяжелая форма, она со временем, по мере распространения, становится более легкой: приспосабливается к человеку, а человек к ней. С эволюционной точки зрения убивать хозяина — самоубийство для вируса. Самые высокопатогенные вирусы — каких-нибудь геморрагических лихорадок, птичьего гриппа и тому подобного — имеют смертность не выше 60%, и то только на первых этапах взаимодействия с человеком. Самый лучший вариант для вируса — вызывать какое-то легкое заболевание, сопровождаемое выделением жидкости, чтобы вы, когда чихаете, помогали ему распространяться.

Поделиться сообщением в

Внешние ссылки откроются в отдельном окне

Кажется, с начала пандемии коронавируса прошла целая вечность, но на самом деле мир узнал о новом вирусе лишь в декабре прошлого года. Несмотря на колоссальные усилия ученых всего мира, многое в поведении этого вируса остается непонятым.

Вот вопросы, на которые у специалистов пока нет ответов.

Сколько всего людей заразилось?

Это один из самых базовых, но в то же время очень важных вопросов.

По всему миру зарегистрированы сотни тысяч подтвержденных случаев заражения, но это лишь часть реально заболевших.

Кроме того, существует множество случаев асимптоматических заражений, когда люди инфицированы, но не имеют симптомов заболевания.

Только тестирование на наличие антител позволит исследователям составить представление об истинном размахе пандемии коронавируса.

Насколько смертелен коронавирус?

Пока мы не знаем истинного масштаба пандемии и числа зараженных, невозможно установить летальность коронавируса.

Пока считается, что индекс смертности составляет около 1% от числа инфицированных. Но если имеется большое число зараженных, не имеющих симптомов, он может быть существенно ниже.

Каков полный перечень симптомов?

Основными симптомами коронавируса являются высокая температура и сухой кашель.

В некоторых случаях сообщалось о боли в горле, головных болях и расстройстве желудка, а также о потери обоняния у некоторых пациентов.

Однако самым важным вопросом является природа слабых симптомов, напоминающих грипп, например, насморка.

Исследования указывают на возможность того, что люди с такими симптомами могут быть переносчиками инфекции, не осознавая этого.

Какова роль детей в распространении инфекции?

Дети способны заражаться коронавирусом. Однако обычно у них возникают слабые симптомы, а число смертей среди детей ничтожное по сравнению с другими, более старшими возрастными группами.

Дети обычно становятся суперраспространителями любой инфекции, отчасти потому, что они вступают в большое число контактов, однако в случае с коронавирусом неясно, в какой степени они являются такими распространителями.

Откуда взялся коронавирус?

Впервые вирус появился в городе Ухань в Китае в конце 2019 года, очевидно, в районе местного рынка диких животных.

Этот вирус, получивший обозначение SARS-CoV-2, близок по структуре вирусам, которые инфицируют летучих мышей.

Однако ученые считают, что нынешний коронавирус был передан летучими мышами какому-то неизвестному животному, а уже потом распространился на людей.

Это недостающее звено в цепи мутаций коронавируса остается загадкой и может быть источником дальнейших заражений.

Продлится ли пандемия до лета?

Простудные заболевания и грипп чаще возникают в зимние месяцы, однако пока неизвестно, прекратится ли летом распространение коронавируса.

Британские вирусологи считают, например, что зависимость нового коронавируса от температуры воздуха меньше, чем у гриппа и простуды.

Если в течение лета число случаев заражения коронавирусом значительно сократится, есть опасность того, что зимой произойдет новый всплеск заболеваемости.

Почему у некоторых заболевших симптомы особенно выражены?

Инфекция проявляется слабо в большинстве случаев. Однако примерно у 20% заболевших появляются серьезные осложнения. Причины пока остаются неизвестными.

Видимо, к этому имеет отношение состояние иммунной системы пациента, а также какие-то генетические факторы.

Понимание этого может привести к уменьшению числа пациентов, которым необходимо пребывание в реанимации.

Как долго сохраняется иммунитет и можно ли заразиться повторно?

Пока имеется мало сведений о том, насколько устойчивым является иммунитет к этому коронавирусу, хотя предположений на этот счет немало.

В случае успешного излечения пациенты должны приобретать иммунитет к этому вирусу, однако, поскольку заболевание стало распространяться сравнительно недавно, надежных данных об этом крайне мало.

Слухи о повторных заражениях могут объясняться неправильными данными при тестировании.

Вопрос о продолжительности и эффективности иммунитета имеет огромную важность в борьбе с пандемией.

Как будет мутировать вирус?

Вирусы мутируют постоянно, однако большая часть изменений в их геноме не представляет опасности.

Общее правило гласит, что мутация вируса приводит к его ослаблению в долгосрочной перспективе, однако это условие не является необязательным.

Опасность состоит в том, что если у вируса возникнет определенная мутация, иммунная система перестанет узнавать его, а специально разработанные против него вакцины перестанут действовать.

Детектив: откуда взялся COVID-19 и как перемещается (ENG)

Демография имеет значение (ENG)

Поскольку летальность COVID-19 значительно увеличивается с возрастом пациента, особенности возрастных структур населения могут оказывать значительный эффект на общую смертность от пандемии коронавируса. Демограф Илья Кашницкий оценил этот эффект и отобразил на карте различия в возрастных структурах населения регионов Европы.

За основу взяли данные о летальности пандемии в Италии — первой европейской стране, где ситуация начала развиваться очень быстро, и к 17 марта было зафиксировано уже 2003 смерти. Предположив, что во всех прочих регионах Европы летальность будет такой же как мы наблюдали в Италии, а общее число инфицированных достигнет 2/3 населения (цифра, о которой упоминала в своем обращении Ангела Меркель), рассчитали долю населения с повышенным риском умереть от пандемии. Надо отметить, что эта величина не претендует на роль сколько-нибудь точного прогноза финальной летальности. Допущения при расчетах очень значительны и маловероятны в долгосрочной перспективе. Однако, суть исследования — в сравнении возрастных структур населения. Различия между ними останутся неизменными, даже если повозрастная летальность от COVID-19 окажется существенно отличной от наблюдаемых сейчас в Италии величин, важно лишь, чтобы различия между возрастными группами оставались схожими.

Проведенный анализ позволяет выявить потенциально наиболее уязвимые регионы. Наибольшие потери населения из-за пандемии вероятны в странах и регионах с наиболее возрастным населением — Италия, Германия и Испания. Самый интересный вывод: несмотря на то, что сейчас наибольшее количество зарегистрированных случаев заражения и смертей концентрируется в больших городах, куда вирус пришел раньше, при масштабном неконтролируемом распространении наиболее проблемными станут отдаленные периферийные районы с наиболее пожилым населением. Это еще одна причина, почему карантинные меры, призванные растянуть во времени пик пандемии, чрезвычайно важны, особенно в странах Европы с относительно старым населением.

Источник: Kashnitsky, I. (2020). COVID-19 in unequally ageing European regions. OSF Preprint.

Экспоненциальный рост и эпидемии (ENG, RUS)

Математик объясняет, в какой момент нужно начинать беспокоиться. Эпидемия развивается экспоненциально — это значит умножение на какую-то константу (постоянный коэффициент).

Согласно данным на начало марта число случаев каждый день превышало число случаев в предыдущий день в 1,12—1,25 раз. Изменение количества зараженных изо дня в день складывается из трех цифр: количество зараженных в определенный день (N), среднее количество человек, с которым зараженный может контактировать в определенный день (E), и вероятность каждого контакта стать новым случаем заражения (p). Соответственно, по данным на 6 марта, в среднем каждые 16 дней количество зараженных увеличивалось в 10 раз. Но просто провести восходящий тренд недостаточно: в какой момент рост кривой должен остановиться. И важную роль начинают играть переменные E и p — они должны снижаться, чтобы остановить экспоненциальный рост.

Интерактивная модель: как распространяется вирус (ENG)

У The Washington Post вышел интерактивный материал о том, как распространяются инфекции. Основная идея — показать, почему важно ограничивать контакты каждого конкретного человека с внешним миром, а вот закрывать города и страны совсем необязательно. Симуляции показывают, как изменяется кривая количества зараженных в зависимости от того, какая стратегия используется: не делать ничего; попытка закрыть город на карантин; социальная изоляция четверти населения; социальная изоляция 7/8 населения.

Мягкая изоляция выигрывает у карантина, а почти полная изоляция — статистически наиболее надежный способ остановить эпидемию. Симуляции случайные, каждое прочтение статьи даст немного разные результаты, но вывод останется прежним.

Блогер Кевин Симлер улучшил эту модель: он добавил новые вводные (например, инкубационный период и количество умерших от болезни) и параметры модели, которые можно настраивать вручную. Здесь по шагам объясняется, как распространяется вирус и какие переменные на это влияют: например, в одной из симуляций предлагается угадать, какой должна быть скорость передачи заболевания между людьми, чтобы она не успела заразить все население планеты.

Так что это не только подробное пошаговое объяснение того, как распространяется вирус, но еще и упражнение в интуиции и критическом мышлении.

Люди хотят закрытия границ (RUS)

По данным исследования Ipsos по восприятию коронавируса, большинство людей считают, что границы их стран должны быть закрыты до тех пор, пока не будет локализована эпидемия. В опросе приняли участие 12 000 человек из 12 стран. Жители Азиатско-Тихоокеанского региона активнее всех поддерживают идею закрытия границ — во главе с Индией (79%) и Вьетнамом (78%) — что неудивительно, учитывая локацию, в которой болезнь была обнаружена впервые. В Италии 76% также согласны с этой радикальной мерой. Далее следуют Китай (73%) и Россия (70%).

Растет количество человек, которые верят в вероятность заражения людей из их ближнего окружения: их уже больше половины респондентов во Вьетнаме (67%), Великобритании (57%), половина в Индии, Австралии и Японии (51%).

Что ученые знают о 2019-nCoV (RUS)

Сейчас идет разработка лекарств, которые ингибируют заражение на разных стадиях цикла репликации вируса, и вакцин от SARS-CoV/MERS-CoV. Однако пока специфических препаратов от коронавирусов нет, и лечение заключается в поддерживающей терапии, назначенной по состоянию пациента. Источник на 11 марта 2020 года.

Материал обновляется.

В Дании власти будут платить по $3 тыс. тем, кому пандемия COVID-19 мешает работать: интервью экономиста

Вирус COVID-19 пришел в Европу в конце января и достаточно быстро добрался до северных широт. На Скандинавском полуострове подтвержденных случаев заболевания больше всего в малонаселенной Норвегии — 2625 человек. За ней следуют Швеция (2059) и Дания (1699, из них 4 в Гренландии — последнем арктическом бастионе). Пандемия не обошла даже удаленную островную Исландию, где при населении 364 тыс. человек заразились почти 600 жителей.

Скандинавы за последние 50 лет заметно преуспели в построении общества всеобщего благосостояния и оттого остро ощущают, что глобальная пандемия грозит их экономическим завоеваниям.

Первые признаки роста безработицы показывает Дания — на прошлой неделе министерство занятости королевства сообщило: в разгар пандемии в три раза больше людей официально заявили об отсутствии работы. Страдает и бизнес: интерскандинавской авиакомпании SAS пришлось приостановить работу и отправить в вынужденный отпуск 10 тысяч сотрудников; по меньшей мере, 15 тысяч работников сферы обслуживания в стране остались без работы.

Премьер Дании Метте Фредериксен закрыла страну на карантин еще 12 марта. Фото: EPA

После прихода вируса северные страны стали действовать буквально на опережение. В Исландии правительство скооперировалось с фармкомпанией deCode genetics из Рейкьявика и запустило скрининг общего населения (то есть проверку не только людей с признаками ОРВИ или прилетевших из-за рубежа, а вообще всех) — масштабы страны идеально подошли для такого эксперимента.

На данный момент на острове протестировали около 10 тысяч человек, то есть почти 2,8% населения — самый высокий процент в мире.

Специалисты deCode обнаружили, что примерно у половины инфицированных COVID-19 болезнь протекает бессимптомно, значительная часть случаев напоминает простуду. Хотя результаты тестирования не окончательны, и на этой неделе в Исландии уже начались проблемы с поставками тестов — опыт Рейкьявика позволил распознать новые трудности в борьбе с пандемией.

23 марта глава deCode Каури Стефаунссон сообщил, что в Исландии обнаружен, вероятно, первый в мире пациент, зараженный сразу двумя штаммами COVID-19. Второй штамм — мутация пришедшего из Китая вируса, он может вести себя более агрессивно, предположил Каури.

Дания тоже пошла на необычные меры, но сугубо административного характера.

и отправила весь госсектор на удаленную работу, пока в остальном ЕС только обсуждали оправданность масштабного локаута. Причем остановить работу пришлось не только заведениям и школам — теперь правительство закрывает и частные клиники, забирая оттуда оборудование во временное пользование для мобилизации в государственных медучреждениях.

Спасибо, что прочли до конца

Каждый день мы рассказываем вам о происходящем в России и мире. Наши журналисты не боятся добывать правду, чтобы показывать ее вам.

В стране, где власти постоянно хотят что-то запретить, в том числе - запретить говорить правду, должны быть издания, которые продолжают заниматься настоящей журналистикой.

Китайские ученые провели исследование пиков распространения коронавируса в разных странах и доказали, что оптимальной для передачи патогена является температура от 5 до 8,72 градуса, а влажность воздуха — от 35 до 50%. Таким образом, рано наступившая в средней полосе России весна может создать для распространения инфекции COVID-19, вызываемой вирусом SARS-CoV-2, практически идеальные условия.

И главное — сухо

Ученые из университета Сунь Ятсена (Чжуншань) в своем исследовании доказывают, что новый коронавирус лучше передается в условиях низких температур — от 5°C до 8,72°C и относительно низкой влажности — от 35 до 50%. Прежде чем сделать такой вывод, они проанализировали пики заболеваемости в период с 20 января по 4 февраля 2020 года. В это время в Китае и еще 26 странах было зарегистрировано в общей сложности 24 139 подтвержденных случаев заболевания. 68,01% пациентов были выходцами из провинции Хубэй. Ученые учли инкубационный период COVID-19, а также карантинные меры, которые постепенно вводились в разных городах.

Гипотеза ученых заключалась в том, что различная температура могла бы значительно повлиять на передачу конденсата, в котором содержатся коронавирусы. Также исследователи приняли во внимание, что подобные корреляции были найдены и при предыдущих заражениях вирусами MERS и SARS.

В частности, лабораторный эксперимент, проведенный в 2011 году с SARS, доказал, что этот патоген может сохраняться в течение пяти дней на гладкой поверхности в окружающей среде при температуре 22°C и влажности 40–50%. Как только температура поднималась до 38°C, а влажность увеличивалась до 95%, штамм терял свою активность.

В данном случае было проведено статистическое исследование, которое также показало, что новый коронавирус избирателен. Как только температура достигала отметки 8,72°C, его активность сразу шла на спад. А при 30°C его инфекционная скорость равнялась нулю.

— Действительно, такие отличия между разными вирусами существуют, и это связано со стойкостью оболочки, которая определяется их генами, — пояснил pyководитeль Научно-образовательного центра геномных исследований СФУ, профессор Гёттингенского университета (Германия) Константин Крутовский. — Некоторые вирусы, например оспы, очень устойчивы к высыханию и могут сохраняться многие месяцы, а гепатит В уцелеет даже при кратковременном кипячении, так как имеет очень стойкую оболочку. Наименее устойчивы патогены, имеющие липопротеидную оболочку, к которым относится SARS-CoV-2 и все другие уже известные коронавирусы. Между ними много общего, и сравнительный генетический анализ должен значительно помочь в их изучении и борьбе с ними.

Потепление климата

— Возможно, такая закономерность будет прослеживаться и для нового штамма, но гарантии нет. Однако в случае если температура повысится выше 8°C, это не будет означать, что вирус сразу станет менее интенсивно распространяться. Скорее всего, значительные изменения в плане передачи патогена могут произойти, если температура повысится выше 20°C, — отметил эксперт.

— Приближается похолодание. В ближайшие дни мы свалимся в мешок полярного холода. Уже в эту субботу начнутся заморозки, средняя температура марта составит минус 1–6°C. Ожидается мокрый снег и гололедица. А вот апрель и май будут достаточно благополучными, с показателями в рамках климатической нормы.

Это говорит о том, что температура в средней полосе будет достаточно часто колебаться в пределах от 5 до 8°C, — наиболее благоприятном диапазоне для распространения патогена.

— Вирус спокойно живет в наших организмах при температуре 36,6 градуса и большой влажности. Обычно чем выше влажность, тем выше уровень инфекции. В хорошо вентилируемых помещениях, как известно, меньше уровень возможной инфекции. На улице же огромные объемы воздуха, там заразиться гораздо сложнее, — пояснил ученый.

Активное распространение коронавируса при температуре 8–9°C связано с тем, что в Китае на большинстве территорий отсутствует системное отопление, отметил Павел Волчков. Жители вынуждены платить за него сами, поэтому они экономят электричество и редко открывают окна. Как известно, в плохо проветриваемых помещениях патогены распространяются быстрее. С наступлением тепла, китайцы начинают чаще проветривать помещения, поэтому, как и сказано в исследовании, возможность распространения коронавируса снижается.

Читайте также: