В каком климате развивается коронавирус

Распространение коронавируса, по мнению некоторых ученых, может замедлиться с приходом весны и повышением температуры воздуха. Ведь многие вирусы дольше сохраняются на холоде.

Люди в защитных масках на улицах Милана, где зафиксирована вспышка коронавируса

Коронавирус SARS-CoV-2, судя по всему, вслед за Китаем, Южной Кореей, Японией и Италией теперь стремительно распространяется и в Германии. Но не за горами весна. И на нее вся надежда. Если этот вирус ведет себя примерно так же, как вирус обычного гриппа, то с повышением дневной температуры воздуха, надеются оптимисты, ситуация должна разрядиться сама собой. Как обычно заканчивается весной эпидемия гриппа, так может закончиться и эпидемия коронавируса.

Но оправданна ли такая надежда? Вирусолог Томас Питчман (Thomas Pietschmann) из Центра экспериментальных и клинических исследований инфекций в Ганновере пока не может однозначно ответить на этот вопрос, потому что пока невозможно сравнить вирусы гриппа с вирусом SARS-CoV-2, о котором практически еще ничего не известно.

Вирус - скоропортящийся продукт

Особенность этого вируса в том, что люди столкнулись с ним впервые, пояснил ученый. На основании полученных из Китая данных он пришел к выводу, что вирус перешел от животного к человеку только один единственный раз. И этого оказалось достаточно, чтобы такой один единственный "нулевой" пациент стал причиной всего последующего распространения инфекции.

Давать отпор гриппу организм человека научился

В этом принципиальное отличие от гриппа, с вирусами которого люди так или иначе когда-нибудь имели контакт, а вот к нападению коронавируса иммунная система человека оказалась абсолютно неподготовленной.

Ситуация усугубляется тем, что в северном полушарии сейчас царят просто идеальные условия для быстрого размножения коронавируса SARS-CoV-2, к числу которых относится холодная погода. Вирусы, вызывающие респираторные заболевания, то есть, поражающие дыхательные пути и легкие, хорошо чувствуют себя при низких температурах. "В холоде они дольше сохраняются, как продукты питания в холодильнике", - поясняет Томас Питчман.

В тепле и влаге вирусы гибнут

Чем теплее становится, тем труднее выжить многим вирусам. "Коронавирус покрыт липидами, то есть, своего рода жировой оболочкой, которая при повышении температуры быстро разрушается, а с ней - и сам вирус", - говорит ученый. Существуют, однако, и куда более жаростойкие вирусы, к числу которых Питчман относит, например, состоящие главным образом из белка и геномов норовирусы, вызывающие кишечные инфекции.

Для некоторых других возбудителей болезни внешняя температура вообще не имеет принципиального значения. Так, вирусы денге чаще всего встречаются в регионах с тропическим и субтропическим климатом. Правда, не потому что эти вирусы любят тепло. Просто в этих широтах водятся те комары, которые их и разносят. "То есть, в данном случае, - констатирует Питчман, - главную роль в распространении возбудителей болезни играют насекомые, а не температура ".

Коронавирус под микроскопом

Но многое зависит и от влажности воздуха. Чем он суше, тем больше шансов заразиться. В атмосферу вирус попадает в результате чиха или кашля больного человека. Оказавшись снаружи, вирус буквально повисает в воздухе. "В холодные и, как правило, сухие зимние дни в таком подвешенном состоянии мельчайшие капельки с вирусами остаются дольше, чем при высокой влажности воздуха", - пояснил Питчман.

Из воздуха они попадают в организм здорового человека, но ведут себя поначалу тихо и незаметно. До появления первых симптомов болезни могут пройти недели. Продолжительность инкубационного периода зависит от биологических характеристик самого вируса.

Женский организм более стойкий, чем мужской

Типичные симптомы вирусной инфекции - жар, боль в суставах, озноб. Появление этих симптомов означает, что организм человека начал борьбу с непрошенными гостями. Насколько успешной будет эта борьба зависит не только от возраста и состояния здоровья человека, но и от его пола. Статистика заражений коронавирусом SARS-CoV-2 показывает, что инфицированные мужчины умирают вследствие болезни чаще, чем женщины. Смертность среди мужчин составляет 2,8 процента, женщин - 1,7 процента.

— Почему в Европе именно Италия стала страной с наибольшим числом заболевших? Может быть, в этом можно поискать какие-то предпосылки к восприимчивости к вирусу — в географическом положении, в климате, в образе жизни?

— Это вопрос сложный, однозначного ответа у меня нет. Для меня это распространение пока загадка. Я все-таки полагаю, что это вирус локальный. В XXI веке это повторяется уже не впервые. В 2002 году в Китае был вирус SARS, потом был MERS в 2015-м, все это тоже коронавирусы.

— MERS был на Ближнем Востоке, все-таки не в Китае.

— Да, теперь эндемический очаг опять в Китае. Вообще, коронавирусы открыты полвека назад. Среди респираторных вирусов они занимали свое место, процентов десять от общего числа, и не рассматривались как какие-то особо опасные. В основном они вызывали заболеваемость среди детей, и регистрировалось это весь год, а не сезонно. Симптоматика была не тяжелая, болели в большинстве школьники, до смертей не доходило. Сейчас, наоборот, дети как раз не болеют. Смертность много ниже, чем при гриппе. Но у гриппа есть терапия. А здесь специфической терапии нет, вакцина еще неизвестно когда появится. Поэтому важны защитные мероприятия, о которых много говорят. Они все эффективны, здесь есть богатый опыт. Пугаться, я думаю, не надо, месяца через два эпидемия закончится.

— Откуда может быть опыт, если разновидность коронавируса новая? Вы сами говорите, что это загадка.

— Я как раз это и пытаюсь вам сказать: это не новый вирус. Все это уже было, хоть и не в таком варианте, как сейчас. Этот мутант ведет себя действительно как особо опасный вирус, но при этом все равно остается локальным.

— Почему тогда в Европе именно Италии так досталось?

— Для меня это загадка. Европейская страна с высоким уровнем культуры. Боюсь, что точно на этот вопрос сейчас никто не ответит. Если говорить о гриппе, то его заразность настолько высока, что в метро один человек чихнул — вокруг тридцать заразились. А здесь? Сколько зараженных китайцев летало в самолетах, пока не ввели запреты? Самолет — замкнутое пространство. Если бы вирус распространялся по сценарию особо опасного, заболевал бы весь салон.

К тому же инкубационный период странный: до двух недель. У гриппа это часы. А здесь человек еще вроде бы здоров, но уже служит источником инфекции для окружающих.

— Думаю, что климат имеет значение. Мы видим, что для северян вирус не так опасен. Время покажет.

— Почему тогда вы говорите, что через два месяца эпидемия закончится? Как раз лето наступит, вирус в северных странах разгуляется.

— Все это мы с вами домысливаем, никаких доказательств пока нет. В науке я верю в эксперимент, а тут эксперимента пока нет.

— Ничего себе — нет эксперимента: в ста странах больше ста тысяч заболевших, 62 тысячи человек выздоровели, 3879 умерли. Можно же данные о них как-то использовать?

— Ну и что? Вы говорите о климате. Но в Испании и Португалии климат примерно такой же, как в Италии. И что? Я думаю, что говорить надо все-таки об источнике распространения. И повторяю: это все-таки эндемичная инфекция. То есть привязанная к месту распространения.

Фото: Reuters

— Конечно, в Италии нет той чистоты и стерильности, как в Германии. Но я думаю, что здесь все-таки работают какие-то политические и экономические факторы. Например, экономические связи с Китаем у Италии теснее, чем у других европейских стран. В любом случае это заболевание эндемичное, привязано к Китаю. С гриппом ведь тоже все начиналось оттуда. Значение имеют не только климатические условия, но и вот эта китайская многолюдность. У нас поэтому условия для распространения вируса не очень подходят, плотность населения низкая.

Почему это важно

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.

Поделиться сообщением в

Внешние ссылки откроются в отдельном окне

Многие инфекционные заболевания сначала разгораются, а потом идут на спад - в зависимости от времени года. Грипп обычно навещает нас в холодные зимние месяцы - также как и норовирус. Другие, например брюшной тиф, дают вспышку летом. Число случаев заболевания корью падает летом в странах с умеренным климатом, а в тропических регионах резко возрастает в засушливые сезоны.

Так что нет ничего удивительного в том, что многие спрашивают, ждать ли нам такой сезонности и в случае с COVID-19.

С тех пор как с середины декабря вирус начал быстро распространяться в Китае, он пересек границы, и число заболевших в Европе и США растет с каждым днем.

Некоторые из самых серьезных вспышек произошли в регионах с более холодной погодой, из-за чего возникла надежда: пандемия пойдет на спад, когда наступит лето. Однако многие эксперты предупреждают: не стоит делать ставку на то, что летние температуры убьют вирус.

Такая осторожность имеет под собой основания. Вирус, который вызывает COVID-19 (теперь он официально называется SARS-CoV-2), слишком новый для исследователей. У ученых пока просто нет данных, статистического подтверждения, что его активность будет меняться от сезона к сезону.

Очень похожий на него вирус SARS в 2003 году удалось быстро обуздать, поэтому и тут очень мало информации о том, как на него повлияли бы разные времена года.

Впрочем, опыт борьбы с некоторыми другими коронавирусами, заразными для людей, дает нам некоторые зацепки, помогающие понять, станет ли в конце концов COVID-19 сезонным заболеванием.

Исследование, проведенное 10 лет назад Кейт Темплтон из Центра инфекционных заболеваний Эдинбургского университета, показало, что три типа коронавирусов (все получены от пациентов с инфекциями дыхательных путей в больницах и хирургических отделениях Эдинбурга) демонстрировали "заметный сезонный характер", давая вспышки в холодные месяцы - с декабря по апрель. То есть примерно такой же характер, как и у гриппа.

Четвертый же коронавирус, который находили в основном у пациентов с ослабленной иммунной системой, вел себя гораздо более непредсказуемо.

Уже есть кое-какие намеки на то, что COVID-19 тоже может стать сезонным. Распространение по миру вспышек нового заболевания дает основания предположить, что вирус предпочитает холодные и сухие условия.

Еще не опубликованная аналитическая работа, в которой сравнивается погода в 500 районах мира, где наблюдаются вспышки коронавируса, показывает, что, судя по всему, есть связь между распространением вируса и температурой, скоростью ветра и степенью влажности.

И в еще одном неопубликованном исследовании более высокие температуры связываются с более низким количеством случаев COVID-19. Впрочем, там подчеркивается, что одна погода сама по себе не дает ответа на все вопросы о распространении вируса.

Авторы следующего, тоже пока неопубликованного исследования, прогнозируют, что регионы с континентальным климатом (холодной зимой и теплым летом) будут наиболее уязвимы для вируса. Следующие по уязвимости - засушливые регионы.

Тропики, скорее всего, менее других частей планеты подвержены новому заболеванию, считают авторы этого исследования.

Не по схеме

Не имея конкретных данных об активности вируса от сезона к сезону, ученые полагаются на компьютерное моделирование в своих прогнозах того, что может произойти в течение года.

Экстраполирование сезонного поведения эндемических коронавирусных заболеваний на поведение COVID-19 - весьма сложная задача. Сезонность эндемических вирусов может иметь много разных причин, которые не всегда применимы к пандемии COVID-19.

Пандемии часто не следуют сезонным схемам обычных вспышек заболеваний. Например, в 1918-20 годах пик заболевания печально знаменитым испанским гриппом ("испанкой") пришелся на летние месяцы. А большинство вспышек гриппа обычно случается зимой.

"Мы ожидаем, что рано или поздно COVID-19 станет эндемическим заболеванием, - говорит вирусолог Ян Альберт, профессор Каролинского института (Швеция). - Будет очень удивительно, если у него не появится сезонности. Но отразится ли сезонный характер на способности вируса распространяться в ситуации пандемии - это большой вопрос. Пока мы не знаем наверняка, но думать об этом надо".

Так что нам следует быть осторожными, когда мы пытаемся применить то, что мы знаем о других коронавирусах, к нынешней пандемии.

Но почему другие коронавирусы имеют сезонный характер и почему это дает нам надежду?

Коронавирусы - это семейство так называемых оболочечных вирусов, они имеют липидную, жировую мембрану, из которой торчат белковые "рожки", напоминающие корону.

Исследования других оболочечных вирусов показывают, что их оболочка делает эти вирусы более восприимчивыми к нагреву, чем те, у которых оболочки нет.

В более холодных условиях эта оболочка затвердевает до состояния, напоминающего резину - примерно как застывает жир на сковородке после готовки, и это может дольше защищать вирус, пока он находится вне организма.

Из-за этого большинство оболочечных вирусов имеют ярко выраженный сезонный характер.

Исследования показывают, что SARS-Cov-2 может выживать на твердых поверхностях (например, пластике или стали) до 72 часов при температуре 21-23 градуса и при относительной влажности 40%.

Как ведет себя этот вирус при другой температуре и влажности, еще предстоит выяснить, но исследования других коронавирусов показывают, что они выживают более 28 дней при температуре 4 градуса по Цельсию.

Близкий родственник COVID-19, коронавирус, который стал причиной вспышки SARS в 2003 году, тоже лучше себя чувствовал в более сухих и холодных условиях. Чем выше температура и влажность, тем короче жизнь этого вируса.

"Роль климата заключается в том, что он влияет на стабильность вируса, находящегося вне организма, - например, когда он попадает в воздух и на поверхности после того, как зараженный покашлял или чихнул", - объясняет сотрудник Национального музея естественных наук в Мадриде Мигель Ароухо, изучающий влияние изменений окружающей среды на биологическое разнообразие.

"Чем больше времени вирус сохраняет стабильность вне организма, тем выше его способность заражать людей и вызывать эпидемию. Самые крупные в мире вспышки COVID-19 происходят там, где стоит холодная, сухая погода", - говорит эксперт.

"Поведение людей - ключ к пониманию того, как распространяется вирус"

Мигель Ароухо считает, что если COVID-19 так же, как и другие коронавирусы, чувствителен к температуре и влажности, то вспышки этой болезни будут разгораться в разных регионах мира в разное время года.

"Есть основания ожидать, что два вируса будут вести себя похоже, - говорит он. - Но у этого уравнения - не одна переменная. Вирус распространяется от человека к человеку. Чем больше людей в конкретном месте, тем больше они вступают друг с другом в контакт и тем больше инфекции разносится. Поведение людей - вот ключ к пониманию того, как распространяется вирус".

Исследование, проведенное в Мэрилендском университете (США), показало, что вирус распространился в тех городах и регионах планеты, где средние температуры были между 5 и 11 градусами по Цельсию, а относительная влажность была низкой.

Однако и в тропиках много случаев заболевания. Недавний анализ распространения вируса в Азии, проведенный специалистами Гарвардской медицинской школы, показывает, что этот пандемический коронавирус будет менее чувствителен к погодным условиям, чем многим хотелось бы надеяться.

Ученые заключили, что быстрый рост числа зараженных в таких холодных и сухих китайских провинциях, как Гирин и Хэйлунцзян, наряду с уровнем распространения вируса в таких тропических регионах, как китайская провинция Гуанси или Сингапур, позволяют предположить, что повышение температуры и влажности в весенние и летние месяцы не приведет к значительному снижению количества случаев заражения.

По словам исследователей, чтобы побороть заболевание, необходимы серьезные усилия системы здравоохранения каждой страны.

Дело в том, что распространение вируса зависит от значительно большего числа факторов, чем просто от его способности выжить в окружающей среде.

Такие болезни, как COVID-19, распространяют люди, и именно от их поведения в то или иное время года может зависеть скорость распространения вируса.

Например, рост случаев кори в Европе обычно совпадает по времени с учебным годом. Количество случаев заболевания снижается летом, когда школьники не передают вирус друг другу.

Колоссальная миграция людей во время празднования китайского Нового года (25 января), судя по всему, сыграла основную роль в распространении COVID-19 из Ухани в другие города Китая и по всему миру.

Кроме того, погода влияет на нашу иммунную систему, делая ее более уязвимой к инфекциям. Есть некоторые данные, что может на нее влиять и уровень витамина D в нашем организме. Зимой, когда меньше солнечного света и мы проводим больше времени в закрытых помещениях, наш организм вырабатывает меньше витамина D.

Но эта теория вряд ли объясняет сезонный характер таких болезней, как грипп. К тому же не факт, что холодная погода ослабляет нашу иммунную систему - хотя одни исследования это подтверждают, другие работы доказывают, что именно холод вынуждает большее количество клеток встать на защиту организма от инфекции.

Есть, впрочем, серьезные доказательства, что на степень нашей уязвимости болезням сильно влияет влажность. Сухой воздух снижает объем слизи, естественным образом защищающей от инфекции наши легкие и дыхательные пути.

"Не удивлюсь, если нас накроет вторая волна"

Китайские ученые исследовали примерно 2300 случаев смерти от COVID-19 в Ухани и сопоставили их с влажностью, температурой и уровнем загрязнения воздуха в тот день, когда человек умер.

Это исследование еще не опубликовано в научном журнале, но из него следует, что уровень смертности снижался в те дни, когда и температура, и влажность были выше.

Кроме того, китайские ученые пришли в этом исследовании к выводу, что повышенная смертность наблюдалась в те дни, когда суточная разница в температурах была максимальной.

Однако стоит подчеркнуть, что это исследование в основном тоже основано на компьютерном моделировании, так что еще предстоит подтвердить такую зависимость в других регионах мира.

Поскольку вирус, ставший причиной пандемии, новый, крайне маловероятно, что кто-то имеет к нему иммунитет - если только они уже не выздоровели после заражения. Это означает, что коронавирус будет распространяться, заражать и вызывать болезни не так, как эндемические вирусы.

Пассажирские авиаперелеты стали главным средством быстрого распространения вируса по всему миру, говорит Виттория Колизза, научный директор французского Института здоровья и медицинских исследований. Однако в отдельно взятом сообществе его распространению способствуют именно близкие контакты между людьми.

Прекращение контактов позволяет замедлить темпы заражения. Именно этого пытаются добиться правительства многих стран, закрывая для посещения все возможные общественные места, кроме продовольственных магазинов и аптек, и призывая граждан оставаться дома.

"Пока нет доказательств сезонного характера COVID-19, - говорит Колизза. - Тут может играть свою роль и поведение людей".

Но, как она предупреждает, пока еще слишком рано судить, достаточно ли принимаемых мер для того, чтобы остановить вирус.

И если количество случаев COVID-19 в предстоящие месяцы действительно начнет снижаться, это может произойти по целому ряду причин: благодаря изоляции и закрытию городов, растущему иммунитету у населения, а может быть - и из-за сезонного характера заболевания, как можно предположить из результатов компьютерного моделирования профессора Альберта.

"Если время года действительно влияет, это может помешать нам увидеть реальное воздействие двух других причин, - предупреждает он. - В тех странах, где предприняты строгие ограничительные меры, меньше людей подвергается риску заразиться, но я не удивлюсь, если осенью и зимой нас накроет вторая волна заболевания".

Даже если COVID-19 имеет определенную сезонность, болезнь вряд ли полностью исчезнет за лето. Но наши нынешние попытки снизить количество случаев заражения могут оказаться очень полезными.

"Шаги, которые мы сейчас предпринимаем, чтобы остановить взрывное распространение вируса, дорого нам обходятся с экономической точки зрения, но они помогут оттеснить развитие пандемии в лето, - подчеркивает профессор Альберт. - Если у этого вируса действительно есть черты сезонности, это даст системам здравоохранения время, чтобы приготовиться к дальнейшей борьбе с ним".

Возможно, именно запаса времени сейчас так не хватает всему миру в его отчаянной борьбе с коронавирусом.

Читайте также: