Как сделать модель вируса бактериофаг из бумаги

Компания Visual Science Ивана Константинова создаёт научно достоверные модели для фармкомпаний, учёных и студентов по всему миру

Ещё во время учёбы в МГУ биолог Иван Константинов увлёкся дизайном и основал студию. Помимо обычных заказов, он начал заниматься биомедицинской визуализацией. В 2010 году модель вируса ВИЧ, созданная его студией, получила международное признание. Это была первая подобная модель в мире — предприниматель сравнивает её с высадкой на Марс. После международного признания его компания стала получать заказы от крупных фармацевтических корпораций, её модели вошли в презентации нобелевских лауреатов. В прошлом году Visual Science также стала делать музейные экспонаты, интерактивные приложения и учебные пособия.

Студия научной инфографики

Дата запуска: 2007 год

Иван Константинов основатель и руководитель Visual Science

Как всё начиналось

В университете у нас был доступ к западным учебникам. Наш преподаватель по биохимии заказывал хорошие иностранные книги, сканировал фрагменты и делал подборки. В те годы учебную литературу уже можно было найти в Сети. Несмотря на то, что это были учебники ведущих научных издательств, к материалам в них были претензии: они были сделаны не так хорошо, как могли бы. Я удивлялся, почему графика в играх или в кино на порядок лучше, чем в науке, которая работает с гораздо более сложными объектами и где пространственная передача очень важна. Хотелось как-то повлиять на это.

Она была не нова. В США и Канаде много компаний, специализирующихся на биомедицинской визуализации, рекламе и коммуникациях в области медицины, фармацевтики, био- и нанотехнологий. Там есть профильные курсы в ведущих университетах, профессиональные организации (Association of medical illustrators), ежегодные конференции, премии.

Портфолио и первые ошибки

В течение трёх лет с 2006 года проект Visual Science существовал в ноутбуке: идея, прототипы технологий, тестовые проекты. Мы начали с биомедицинской визуализации. Она позволяет продемонстрировать объекты и явления окружающего мира, которые нельзя или сложно увидеть. Это актуально для образования и ряда областей науки. Первые проекты мы показали осенью 2007-го. Начинали с решения проблем качественной визуализации пространственных структур белков, макромолекулярных комплексов и общебиологических тем.

Два года мы работали исключительно на портфолио — надо было понять, что мы сможем предложить. Часть ребят мне просто помогали, потому что идея была интересна. Мы не знали, что из этого получится, но понимали, что сначала надо показать, что можно сделать, и только потом заказчик поймёт, что он хочет так же сделать и свой проект. Крошечный офис 14 метров появился в 2009 году.

Сначала мы совершали очень много ошибок. Думали, что достаточно сделать отличный продукт или услугу, и все моментально узнают о тебе. Мы не сразу сделали английскую версию сайта, хотя США — основной рынок, а в России люди только начали узнавать, что такое направление существует. Не учли отличие менталитета (в России не привыкли платить за электронный контент), не учли особенностей местного спроса.

Команда

Первые работы были сделаны мною. Потом стало понятно, что мне нужен кто-то, кто лучше меня разбирается в разных областях — в науке, 3D, дизайне, программировании и т. д. Я старался приглашать лучших специалистов. Так сначала появился специалист по 3D-моделированию, потом стал нужен человек, который будет заниматьcя исключительно наукой, затем — дизайнер, программист и т. д.

Разумеется, бывшие однокурсники из МГУ — значительная часть команды. По мере развития, роста сложности проектов образ компании начал притягивать нужных людей со сходным видением и уровнем. На проектах занято в среднем 12 человек из различных сфер: наука, научное моделирование, 3D-моделирование, визуализация и дизайн, программирование. Есть также менеджмент, продажи, лаборатория и бэк-офис. У нас есть офис в Москве и более 70 научных консультантов в США, России, Германии.

Мировой успех

Чтобы привлечь внимание крупных заказчиков, мы стали участвовать в международных конкурсах. О нас заговорили в 2010 году, когда мы первыми в мире создали полную научно достоверную модель вируса ВИЧ с атомной детализацией. Дело в том, что одни методы позволяют получить представление об общем строении вируса (грубые очертания, размер, количество компонентов), другие — о строении очень маленьких отдельных компонентов, которых в вирусе может быть от сотен до нескольких миллионов. Получить модель вируса с очень высоким разрешением и большой достоверностью каким-то одним научным методом до нас не удавалось.

Мы совместили результаты, полученные различными методами, добавили серьёзную научную экспертизу и опыт специалистов отделов молекулярного и 3D-моделирования компании, мнения экспертов из научного сообщества.

В 2010 году первая разработка этой серии стала лучшей научной иллюстрацией в мире по версии одного из наиболее авторитетных научных журналов Science и Национального научного фонда США. Она дала возможность увидеть то, что недоступно взгляду человека, — это как высадка Curiosity на Марс. Только Марс, в отличие от ВИЧ, не уносит по два миллиона жизней в год.

В зависимости
от уровня научной достоверности и детализации стоимость визуализации может отличаться в 10–15 раз и доходить до нескольких
миллионов рублей

Сейчас у компании три основных направления. Исторически первое — биомедицинская визуализация и анимация. Есть также дизайн-студия, которая специализируется на решении задач медицинских, фармацевтических, био- и нанотехнологических компаний. Помимо этого, компания занимается созданием образовательного контента для учёных университетов и школ. C 2013 года направление образования дополняет лаборатория образовательных пособий и музейных экспонатов. Это мелкосерийное производство пластиковых моделей для курсов анатомии, медицины, химии, биологии и т. д. Там же мы создаём экспонаты для естественнонаучных музеев.

Алгоритм работы

Схема работы может существенно отличаться от проекта к проекту. На примере вируса её можно описать так.

Сбор и анализ научных данных о строении на основе сотен публикаций в научных журналах. Консультации с ведущими исследователями из научных и образовательных центров США и Европы, проверка и оценка альтернативных гипотез. Формирование отчёта, плана модели, определение недостающих и неполных атомных структур компонентов — белков, липидов, нуклеиновых кислот.

Молекулярное моделирование недостающих фрагментов вирусных компонентов с использованием методов структурной биоинформатики. Восстановление полной атомной структуры всех компонентов, поиск интерфейсов и моделирование взаимодействий компонентов структуры.

Сборка полной модели в программах трёхмерного моделирования с помощью собственных алгоритмов.

Визуализация полных моделей, состоящих из высокополигональных моделей всех компонентов, численностью до нескольких миллионов. Стандартным выходным разрешением является 40 тысяч на 40 тысяч пикселей без потери качества отображения поверхности каждой молекулы и атома (можно напечатать с фотокачеством изображение в два роста человека).

Создание интерактивных приложений и информационной графики, продуктов на основе полученной модели в отделах графического дизайна и программирования.

В зависимости от уровня научной достоверности и детализации стоимость визуализации может отличаться в 10–15 раз и доходить до нескольких миллионов рублей. На Западе стоимость минуты анимации — в районе 40–70 тысяч долларов. Она, конечно, может варьироваться, но коэффициент такой.

В направлении коммуникации наши расценки в среднем на 20–50 % выше прайса неспециализированных студий и агентств (свои доходы компания не раскрывает. — Прим. The Village). В направлении образовательных пособий и музейных экспонатов мы делаем первые шаги: мелкосерийные модели для образования стоят от трёх тысяч рублей. Для музейных экспонатов цена определяется индивидуально. В частности, относительно простая модель аденовируса стоила 770 тысяч рублей.

Наши образовательные пособия даже с учётом их мелкосерийности и уникальных моделей дешевле серийных аналогов конкурентов. К сожалению, рост курса доллара существенно повлияет на это, так как большинство расходных материалов, полимеров, смол мы закупаем в США и Европе.

Фотографии: Иван Анисимов

ИллюстрациИ: Visual Science

Привет, нашел только инструкцию/модельку на английском, но зато она довольно подробная :)

Хороший ответ 1

Все верно, на вирусы антибактериальные средства не действуют. Только на инфекции, вызванные бактериальной флорой.

А скупают потому, что многие паникуют и бояться неизвестности. Вот и запасаются всем чем можно. Но по закону без рецепта антибиотики продавать нельзя

Хороший ответ 3

Во время фиброгастроскопии отбирается фрагмент слизистой желудка, затем он помещается в раствор особого химического состава. Если ткань слизистой (биоптат) содержит продукты жизнедеятельности хеликобактера пилори, то желтый цвет раствора становится ярко-красным. Скорость покраснения зависит от количественного состава микроорганизмов в слизистой желудка.

А есть ещё цитологическое исследование. Тот же самый образец слизистой рассматривается с использованием мощного микроскопа, обеспечивающего 360-кратное увеличение. И хеликобактер пилори отличается от своей дружественной микрофлоры очень просто по причине своей необычной формы. Спиралевидное тельце этой амёбы продолговатой формы снабжено дополнительными усиками для внедрения в слизистую оболочку желудка и 12-перстной кишки, а также в верхний слой пищеварительного органа, чтобы избежать разрушающего влияния кислоты желудочного сока.

Хороший ответ 2

Перенос энергии из ядра Солнца на его поверхность — это сложный и очень длительный процесс. По сути солнце состоит из трех частей:

1. ядро (центр)
2. зона лучистой энергии (промежуточный слой)
3. зона конвекции (внешний слой)

Всю энергию производит и аккумулирует ядро. Оно состоит из плазмы (ионизированного газа), которая находится под большим давлением и влиянием высоких температур. В результате термоядерных реакций в ядре образовывается энергия, которая поступает в менее горячий промежуточный слой — зону лучистой энергии. Затем энергия из промежуточного слоя поступает на внешний таким же способом, как и из ядра — лучеиспусканием (излучением). Движение энергии в зоне конвекции осуществляется уже не излучением, а веществом: нагретые массы газа, температура которых уменьшается в направлении к поверхности Солнца, поднимаются вверх, охлаждаются там в следствии излучения и опускаются вновь на дно зоны конвекции. Энергия, излученная с поверхности Солнца, в виде света поступает на Землю.

Хороший ответ 2 2

На мой взгляд, из многочисленных песочниц есть только три с достойной физикой.

Прежде всего, это The Powder Toy. Игра позволяет экспериментировать со строительными материалами, жидкостями, почвой, можно создавать бомбы, огнестрельное оружие. Смоделирован реальный мир с атмосферным давлением, влажностью, гравитацией, что непосредственно оказывает влияние на ход игры.

Далее, Scrap Mechanic. Игра по созданию необычных машин. От летающих автомобилей до ходячих домов. "Механик" получил очень высокие баллы в сервисе Steam, советую ознакомиться.

И напоследок, это научная головоломка Foldit. Не совсем песочница, однако имеет некоторые элементы игры данного жанра. Вам предлагается несколько белков для последовательного сворачивания. Чем меньше вы потратите ходов, тем больше получите очков. К слову, игроки реально делают вклад в биологию, однажды они расшифровали таким образом обезьяний вирус.

Хороший ответ 5

Ну тут возможно много вариантов. Перечислю возможные заклинания, которые можно использовать как способ контрацепции:
1. Дуро - заставляет сперму окаменеть. Возможно болезненно, но эффективно.
2. Депульсо - отталкивает объект от себя. Ну тут понятно.
3. Иммобулюс - можно заставить сперматозоиды перестать двигаться, и они не смогут продвинуться дальше.
4. Кишечно-опорожнительное заклятие - контрацепция при анальном сексе, если вдруг сперма попадет в вагину.
5. Левиосо - заставляет сперму вылетать из вагины или вообще туда не залетать.
6. Пуллус - превращение партнера или спермы в курицу.
7. Редукто - взрыв. Придумайте, не хочу описывать.
8. Редуцио - сжимает объект. Тут тоже фантазии хватает.
9. Чары высушивания - убирают жидкость из спермы и сперматозоиды погибают в сухой среде.
10. Экскуро - очистить стенки матки от спермы.
11. Энгоргио - увеличивает предмет. Можно увеличить девушку, тогда сперматозоиды не смогут доползти к яйцеклетке.
12. Тергео - всасывание жидкости в палочку. Аналогично №9
13. Дефодио - расширение отверстий. Тут тоже все понятно.

Disclaimer: Я высказываю свое субъективное мнение на базе доступных данных. Мнение профессиональных вирусологов и эпидемиологов может отличаться от моего. В любой непонятной ситуации обращайтесь к материалам ВОЗ.

Привет, коллеги. Чем больше роюсь в данных по вспышке коронавируса 2019-nCoV, тем меньше мне нравится происходящее, с учетом предыдущих вспышек аналогичных вирусов. Предлагаю пробежаться по истории прошлых эпидемий и попробовать спрогнозировать дальнейшее течение.

В мире официально объявлена пандемия COVID-19 — потенциально тяжёлой острой респираторной инфекции, вызываемой коронавирусом SARS-CoV-2 (2019-nCoV). На Хабре много информации по этой теме — всегда помните о том, что она может быть как достоверной/полезной, так и наоборот.

• Cайт Министерства здравоохранения РФ
• Cайт Роспотребнадзора
• Сайт ВОЗ (англ)
• Сайт ВОЗ
• Сайты и официальные группы оперативных штабов в регионах

Если вы проживаете не в России, обратитесь к аналогичным сайтам вашей страны.

Мойте руки, берегите близких, по возможности оставайтесь дома и работайте удалённо.

Коронавирусы

Это семейство РНК-вирусов, как правило, вызывает легкие респираторные заболевания. Могут инфицировать различные виды животных, включая человека. Спектр видов очень широк и включает, помимо человека, летучих мышей, собак, свиней, кошек, верблюдов и многих других. Имеют специфическое строение внешней оболочки, напоминающее солнечную корону, из-за которой и получили свое название.

Они были бы особо ничем не примечательны, если бы не тяжелые разновидности MERS-CoV и SARS-CoV.

Тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС) был впервые зарегистрирован в Китае в 2002 году. Возбудителем являлся коронавирус SARS-CoV. Надо сказать, что вирусы могут иметь большие различия в контексте судьбы клетки-хозяина. Часть вирусов при размножении минимально травмирует клетку-хозяина и оставляет ее в живых. Часть — выходит в среду только после разрушения цитоплазмы эукариотической клетки. SARS-CoV относился как раз к разновидности, уничтожающей носитель в процессе размножения, что приводило к разрушению клеток легочных альвеол в течение острого периода болезни.

После инкубации в течение 2-10 суток, заболевание начиналось как легкий насморк и типичная ОРВИ. Дальше развитие шло по следующему сценарию:

1. стадия первичной гриппоподобной инфекции (длится 2-3 дня), состояние больного средней тяжести
2. стадия иммунодефицита (резкое снижение иммунитета, критическое падение числа лимфоцитов, ухудшение состояния больных, длится 3-4 дня)
3. стадия атипичной пневмонии, развивающейся на фоне снижения иммунитета и сопровождающейся дистресс-синдромом. Дыхательная недостаточность, отек легких
4. терминальная стадия, сопровождающаяся токсическим шоком с выраженной недостаточностью функции органов

Течение в целом благоприятное. 90% пациентов выздоравливало без особых последствий на 6-7 сутки. Это приблизительный срок, необходимый для выработки антител к любому незнакомому антигену.

У оставшейся группы вирус вызывал тяжелый острый респираторный синдром, летальность которого составила 6-15%, при этом распределение было неравномерным. У пациентов старше 50 лет смертность доходила до 50%. Пациенты нуждались в искусственной вентиляции легких, подаче дополнительного кислорода для компенсации острой легочной недостаточности.

Всего было зарегистрировано 8437 случаев заболевания, из которых 813 закончились летальным исходом.

Еще более неприятный вирус MERS-CoV, вызывавший ближневосточный респираторный синдром является зоонозом, то есть резервуаром заболевания являются животные. Первичными носителями, судя по всему, являются летучие мыши и, возможно, верблюды. От человека к человеку он передавался с большим трудом, только при тесном контакте. Клиника очень похожа на SARS, но отличается более агрессивным течением и большей летальностью.

Относительно благоприятным эпидемиологическим фактором была низкая контагиозность этого коронавируса. Некоторые исследователи полагают, что основная часть заболевших заразилась не от других людей, а от больных животных.

Уровень смертности среди инфицированных составляет, по разным данным, от 27% до 40%. Всего было зарегистрировано 1154 подтвержденных случая и не менее, чем 431 погибший.

2019-nCoV

А теперь о неприятном. Вспышка 2019-nCoV, начавшаяся в Ухане, потенциально является одной из самых значительных опасностей, с которыми сталкивалось человечество. Исходным резервуаром предположительно являются коронавирусы летучих мышей, в частности азиатских подковоносов. В этом регионе Китая летучих мышей употребляют в пищу, что сильно увеличивает риски межвидового переноса в случае мутации.

Что очень тревожит

Вирус может передаваться от человека к человеку и отличается высокой контагиозностью, что радикально отличает его от предыдущих SARS-CoV и MERS-CoV. Есть такой показатель как basic reproduction number — R0. Он показывает, сколько людей успевает заразить больной за период болезни. Если число меньше 1, то эпидемия гаснет сама собой. Если больше, то оно определяет скорость нарастания эпидемии и возможность пандемии. Например, у кори это число 12-18. Практически достаточно посмотреть на больного издали, чтобы заразиться. Что-то аналогичное у краснухи. Обычный грипп имеет R0 в районе 2-3.

Последние данные по 2019-nCoV говорят о диапазоне 3.3(95%CI: 2.73-3.96) — 5.47 (95%CI: 4.16-7.10). Если коротко — это дофига. Ощутимо больше, чем у гриппа. В целом, это подтверждается темпами роста заболевших.

Клиника очень похожа на SARS/MERS. Вначале гриппоподобное состояние, кашель, температура. Затем резкое ухудшение состояния и появление проблем с дыханием на 8-9 сутки с развитием острого респираторного синдрома. Вирус вызывает очень тяжелую пневмонию, разрушая клетки легочных альвеол. Есть риски присоединения бактериальной инфекции.

Летальность пока очень сложно определить. При 4515 зараженных имеем 60 выздоровевших и 106 умерших. Пропорции 60/106 жуткие, но есть шанс, что через неделю начнут массово выздоравливать заболевшие первой волны, которых начнут выписывать из больницы. Тем не менее проблема ресурсов здравоохранения в мире остается самой большой проблемой для тяжелых больных.

Пока отсутствует. Не ведитесь на фуфломицины, арбидолы и прочие *фероны. Бессмысленно стимулировать иммунитет, если пациент не успеет синтезировать антитела до отказа дыхательной системы. Препараты прямого действия на вирус пока не изучены, но, возможно, скоро будут какие-то данные. По данным Lancet, пациенты получали антибиотики широкого спектра действия, кортикостероиды как противовоспалительное и различные комбинации противовирусных.

Есть подозрение, что может оказаться эффективным довольно токсичный рибавирин, который сам по себе обладает тератогенным воздействием (может вызывать уродства плода) и может приводить к смерти из-за подавления кроветворения. Поэтому беременным его нельзя и применение строго под присмотром врача. Он демонстрировал положительные эффекты на SARS.

Стандартная. Моем руки, избегаем людных мест типа метро. Не подходим ко всем, кто кашляет.

Обычные маски малоэффективны. Требуются маски классом не ниже N95 с HEPA-фильтром. При этом есть риски заражения через открытые глаза и конъюнктиву.

Не в ближайшее время. В лучшем случае к 2022-2023 году. 2020 год — испытания на животных. При успешности, 2021 год — на людях, 2022 — тиражирование и производство, 2023 — начало вакцинации. Скорее всего, все будет дольше, если судить по проблемам с прошлыми коронавирусами.

Резюме

Все грустно, увы. Пока я полон пессимизма и очень надеюсь, что ошибаюсь. Пока это похоже на тяжелый MERS с высокой летальностью, но с контагиозностью выше гриппа. С учетом скрытого периода и высокой связности крупных городов, стоит ожидать вспышек во всех крупных городах в ближайшую неделю-две.

Не нужно реагировать на многочисленные фейки. Ищите оригинальные научные источники, например:

UPD Альтернативные оптимистичные точки зрения

Есть шанс, что сейчас статистика сильно перекошена легкобольными, которых никто не регистрирует. Что, на мой взгляд, не сильно поможет в контексте высокой пиковой нагрузки на больницы.

Издательство Wiley открыло бесплатный доступ к научным статьям, посвященным вирусу: secure.wiley.com/Coronavirus2020

UPD3 Статистика на 30.01.2020

18%)
Выздоровело 131
Умерло 170

По прежнему тревожит большой процент тяжелых пациентов. Генеральный директор ВОЗ Тедрос Аданом Гебреисус подтверждает процент тяжелых пациентов:

People who have contracted new #coronavirus are showing a wide range of symptoms. Of known cases, most people exhibit milder symptoms, but about 1 in 5 people have severe illness, including #pneumonia and respiratory failure.

— Tedros Adhanom Ghebreyesus (@DrTedros) January 29, 2020

В Википедии есть ссылки на несколько отчетов об умерших (например за 25).
По этим отчетам получается что среднее время от постановки диагноза до смерти — около 10 дней. Почти все умершие — люди преклонного возраста и с хроническими заболеваниями. Немногие умершие больные среднего возраста прожили 15 дней и больше с момента попадания в больницу.

Получается, если мы хотим судить от смертности, то умершие на сегодня 170 человек — это в основном те, кто пришел в больницу 10 дней назад или раньше. Т.е. в дни, когда было зафиксировано 200-400 заболевших.

Если верить, что это вирус не так опасен как SARS и убивает, к примеру каждого 20-го, тогда грубо, 10 дней назад вместо 270 болеющих в реальности было 170*20 = 3400 человек в активной стадии болезни (чтобы получить смертность 1:20 они должны были быть больными но не смертельно).

Если наоборот, верить что почти все заболевшие были зарегистрированы, тогда это означало бы что смертность от этого вируса в реальности может быть выше чем у SARS. Учитывая, что пока он распространяется по экспоненте, последнее очень было бы очень плохо.

Получается, статистика которую мы видим — это вершина айсберга. Количество заболевших пока растет в среднем на 50% в сутки потому, что большинство больных ходят по улицам и те меры которые приняты не работают. Тогда возможно пандемии не удастся избежать.

Другой вариант — заключается в том, реальная смертность у этого вируса действительно на уровне SARS. Тогда не зарегистрированных больных не так много и меры не останавливают эпидемиую по каким-то другим причинам.

Какой вариант хуже — сложно сказать.

UPD4 31.01.2020

dfgwer провел расчеты по имеющимся данным. Прогнозы пугающие и мрачные, с чем я согласен. Робко надеюсь, что проблема в кривой статистике, на которой мы базируемся.

Сейчас примерно 20% подтвержденных больных в тяжелом состоянии. При этом подтвержденных больных каждый день становится в 1.3-1.5 раз больше. Есть временной лаг между подтверждением и тяжелым течением болезни.

Я попытался это учесть и вычислить вероятность тяжелого течения для среднего подтвержденного пациента.

Буду считать что:

Все тяжелые — подтвержденные больные
Доля тяжелых сейчас r = 0.2
Доля подтвержденных больных от всех заболевших с первыми симптомами Х = неизвестно
Время наступления тяжелого состояния от первых симптомов Тт = 9 дней Тт
Время подтверждение короновируса для всех больных от первых симптомов Тх = неизвестно
База экспоненты q = 1.3 — 1.5
Длительность тяжелого состояния Ту = неизвестно

Лаг между подтверждением диагноза и тяжелым состоянием t=Тт-Тх

Сколько человек на 1 дне тяжелого состояния, вычисляю по формуле суммы геометрической прогрессии r=b(1-qTy)/(1-q). Отсюда можно найти b — доля больных на первом дне тяжелой фазы в текущий момент.

Вероятность тяжелого течения для подтвержденных больных с учетом лага между подтверждением и тяжелым состоянием r
r = b(1+q+q2+. +qt-1)/1
где t — лаг между подтверждением и тяжелым состоянием
k=1+q+q2+. +qt-1
k — коэффициент на который нужно домножать b, чтобы найти вероятность тяжелого течения с поправкой на временной лаг.

Выходит от 30% до 100% тяжелых случаев на подтвержденного больного. Если продолжать увеличивать лаг, то выходят бессмысленные результаты больше 100%. Даже в самых оптимистичных оценках выходит 30% для подтвержденных больных.

Это теперь надо поделить на долю подтвержденных больных, чтобы получить вероятность тяжелого течения для среднего больного.

Если применить эти же соображения на количество умерших то выходит от 7% до 60% для подтвержденных больных, в зависимости от лага между подтверждением и смертью.
таблица с вычислениями

Буду рад, если вы докажете что я ошибаюсь. Если нет, то это полный пиздец с сотнями миллионов трупов. И каждый третий минимум войдет в число тяжелых.

П.С. Недвижимость подешевеет.

UPD5 05.02.2020

Под подозрением 23 260
Заражено 24 337
Тяжелых пациентов 3 219 (

13%)
Выздоровело 892
Умерло 491

Статистика становится более оптимистичной. Уменьшается доля тяжелых пациентов, улучшается соотношение умерших к выздоровевшим пациентам. Похоже, что оптимистичные прогнозы оправдываются в плане того, что лаг у выздоровевших больше, чем у умерших.

Если жесткий карантин оправдает себя, то скорость распространения вируса может снизиться. Тем не менее, остается очень вероятной эпидемия во вторичных очагах в других странах. Этому способствует несколько факторов:

У некоторых исследователей есть подозрение в фальсификации данных по заболеваемости из-за слишком точного соответствия квадратичной зависимости практически без разброса.

Развернутые графики, спасибо glaz_almaz. В трендах видно повышение эффективности диагностики, из-за чего доля подозреваемых начала падать относительно подтвержденных.

UPD6 10.02.2020

Ремдесивир — как и рибавирин является аналогом нуклеиновой кислоты и неспецифически препятствует нормальному синтезу РНК. Уже демонстрировал эффективность против SARS/MERS-CoV на моделях клеточных культур, мышах и нечеловекообразных приматах. Сейчас также тестируется против Эболы. Минусы — такой же потенциально токсичный как и Рибавирин.
Хлорохин — изначально классический препарат против малярийного плазмодия и легкий иммуносупрессор при аутоиммунных заболеваниях, например, ревматоидном артрите, системной красной волчанке. Противовирусный эффект обусловлен повышением pH в эндосомах, что препятствует сборке вирусных белков. Также его противовоспалительный эффект может дать положительный синергический эффект при использовании in vivo. Дешевый, безопасный и применяется уже 70 лет.

UPD7 11.02.2020

Хорошая подборка препаратов для лечения коронавирусов на основании Nature reviews (спасибо glaz_almaz).
www.nature.com/magazine-assets/d41573-020-00016-0/17663286

UPD8 12.02.2020

Особенности пациентов:
— Средний возраст госпитализированных — 47 лет;
— Категория от 0 до 14 лет — всего 0,9%, от 15 до 49 — 55%, от 50 до 64 — 29%, свыше 65 — 15%;
— 85% — никогда не курили;
— инкубационный период: минимальный — 3 дня, максимальный — 24 дня.

Предварительные выводы: детям почти ничего не грозит, но они, скорее всего, станут бессимптомными разносчиками. Так что, садики и школы будут инкубатором. Также длительная инкубация в сочетании с заразностью в бессимптомный период будут мощным фактором преодоления карантинов.

Все знают вирусы, которые поражают человека: вирус гриппа, вирус иммунодефицита человека, из самых известных еще вирус оспы, от которого, к счастью, удалось избавиться, вирус полиомиелита — много-много разных вирусов. Полезно понимать, что вирусы — это не изобретение эукариотического мира. До того как появились вирусы, заражающие эукариоты, существовало множество вирусов, которые заражают бактерии. Вирусы бактерий называются бактериофагами или просто фагами и существуют очень давно.

Картинка ровно такая же, как с нашими вирусами. Бактериофаг не сам проникает в бактерию, а впрыскивает туда свою ДНК, переключает все информационные процессы бактериальной клетки на изготовление новых бактериофагов. То есть он отключает синтез собственных белков и заставляет бактерию синтезировать белки фага. Постепенно бактерия превращается в мешочек с вирусными частицами, который затем лопается, бактериофаги выходят наружу, заражают новые бактерии — это довольно эффективный процесс. Ясно, что если бы так было, то бактерий бы не осталось: фаги заразили бы все бактерии, и они бы умерли. Этого не происходит, потому что у бактерий есть множество разнообразных механизмов защиты. Это еще одно проявление войны, которая происходит в микромире, теперь уже между бактериями и бактериофагами. Механизмы защиты есть очень разные и довольно остроумные. Примерно понятно, как они могли выработаться в ходе эволюции: можно наблюдать промежуточные стадии, которые оказались полезными, поэтому сохранились до наших времен.

Можно разрушить вирусную ДНК. Вирус присоединяется к белку на поверхности клетки, опознает таким способом бактерию, впрыскивает туда свою собственную ДНК, а клетка ее тут же разрушает. Для того чтобы разрушить ДНК вируса, надо ее узнать, отличить ДНК вируса от своей собственной ДНК, бактериальной. Это делается разными способами, например при помощи системы рестрикции-модификации, которую мы очень интенсивно используем в генной инженерии.

Второй способ. Есть фаги, которые модифицируют всю ДНК целиком. После этого ДНК такого фага не может узнать вообще никакая клеточная система. Клетки модифицируют свои системы, чтобы, наоборот, узнавать модифицированные буквы и не узнавать немодифицированные. За счет маленьких изменений белков и того, что они узнают, все время происходит гонка вооружений.

Для того чтобы опознать ту бактерию, которую ему надо заразить, фаг связывается с каким-то конкретным белком на поверхности бактерии. Это белок бактериальный, он для чего-то нужен (например, белок, транспортирующий что-то полезное). Но в ситуации, когда много фагов, которые узнают этот рецептор, он становится вредным, потому что это те ворота, через которые проникает фаг. Бактериальная клетка может либо вообще избавиться от такого белка, либо его модифицировать за счет точечных мутаций. Имеется в виду не то, что бактериальная клетка задумалась и решила поменять свой рецептор, чтобы фаги ее не узнавали. Происходят случайные мутации, и те из них, которые препятствуют распознаванию фагом, оказываются полезными в ситуации большой зараженности, и такие бактерии получают эволюционное преимущество.

Наконец, самый красивый и альтруистический пример ― это самоубийство, когда бактерия, которая заражена фагом, не продуцирует новых фаговых частиц, а просто совершает самоубийство, разлагается. Для этого тоже есть специальные молекулярные механизмы, что называется системой токсин-антитоксин. Представьте себе, что у вас есть два белка. Один ядовитый, его в клетке мало, он продуцируется с маленькой интенсивностью, но он долгоживущий, то есть молекул мало, но каждая из них живет долго. Второй белок — антитоксин, он может связаться с токсином и его заингибировать, то есть токсин больше не действует. Молекул антитоксина много, так чтобы свободных молекул токсина не образовалось даже случайно, но они короткоживущие. Молекулы в избытке, они быстро разлагаются, и клетка все время много их делает.

На первом этапе заражения фаг переключает все клеточные механизмы на синтез новых фагов, в частности механизмы синтеза токсина и антитоксина. Клетка перестает продуцировать собственные белки, заканчивается продукция токсина и продукция антитоксина. Что происходит? Токсин долгоживущий, значит, молекулы токсина как были, так и остались, они никуда не делись. Антитоксин разлагается, это происходит быстро, а новые молекулы антитоксина не производятся. Теперь появились свободные молекулы токсина, токсин отравляет клетку, и она умирает, не успев сделать новых фагов.

Почему такой механизм эволюционно мог закрепиться? Как может закрепиться такой механизм самоубийства? Казалось бы, клетке от этого ничего хорошего, она бы в любом случае умерла. Дело в том, что обычно бактериальные клетки не существуют изолированно. Бактериальные клетки живут колониями, и все клетки в колонии идентичны генетически. Метафорически можно рассматривать такую колонию как генетически однородный единый организм. Тогда отдельным клеткам оказывается полезно совершить самоубийство, потому что с точки зрения набора генов они все одинаковы. Если какая-то из клеток умерла, но ценой этого сохранились все остальные, то эволюционно это очень полезно, они все генетически идентичны. Для бактерии как вида неважна судьба отдельных клеток, вид все равно сохранил штамм — набор идентичных бактерий. Можно это сопоставить с обычной иммунной системой людей: наши иммунные клетки погибают в процессе борьбы с заражением, но благодаря этому сохраняется весь организм.

Еще один механизм, по времени открытый самым последним. Он будет очень широко использоваться, в генной инженерии уже используются отдельные компоненты этого механизма. Это очень похоже на человеческий иммунитет, потому что система адаптивная. Система рестрикции-модификации и система токсин-антитоксин работают всегда, но в индивидуальной бактерии адаптации под новые фаги не происходит. Бактерии адаптируются на эволюционных временах, когда за счет точечных мутаций происходит подстройка.

Это действительно удивительная система, она была открыта буквально в последние годы. Она эволюционно очень красивая и оказалась очень полезна в генной инженерии, потому что механизм точного опознавания фрагмента ДНК можно использовать для того, чтобы модифицировать геномы людей, растений, животных — кого угодно. Люди очень много это изучают, в частности в Сколтехе под руководством Константина Северинова, в том числе имея в виду индустриальное применение.