Ирина Якутенко. Вирус, который сломал планету. Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать. М.: Альпина нон-фикшн, 2021. Содержание
1. Вирусы — это идеальные паразиты
На самом деле до сих пор не вполне ясно, что же такое вирус. Специфическая форма жизни? Вредоносная «программа»? Какую метафору ни подбери, какой язык описания ни выбери, все равно вирус остается чужд нашему обывательскому пониманию. Вирус — это в прямом смысле нечто. Несмотря на очевидную биологическую активность, у вирусов нет многих свойств, характерных для живых существ — например, у них отсутствует метаболизм. В общем виде вирус представляет собой белковую оболочку, внутри которой содержится молекула ДНК или РНК с записанной на ней вредоносной программой, единственной целью которой является внедрение в клетки другого организма и копирование себя. И в этом деле вирусам нет равных. Другая важная особенность вирусов — их склонность к мутациям, которые позволяют эффективнее обманывать иммунную систему новых хозяев. Благодаря стремительному размножению и стремительному мутированию, вирусы обеспечивают себе эволюционное процветание, а также звание лучших паразитов во вселенной.
2. У каждого вируса своя тактика
Жизнь вируса можно разделить на три этапа, эдакие «Детство. Отрочество. Юность»: заражение клетки; размножение; выход из клетки и поиск новых клеток для заражения.
Некоторые вирусы способны вписывать свой генетический материал в геном хозяина, чтобы таким образом остаться в его клетках навсегда (так, например, ведут себя ретровирусы, самый известный из которых — ВИЧ). Еще одна тактика вируса — ждать своего часа, то есть спрятаться в клетке до момента, когда размножение окажется максимально эффективным: например, когда организм носителя ослабнет и его иммунная система будет не в состоянии быстро подавить распространение вторженца (вирус герпеса). К счастью, коронавирус ни на что подобное не способен. Его геном не кодирует ферменты, которые могли бы встроить вирусный генетический материал в ДНК клетки-хозяина или маскировать длительное присутствие вируса. Поэтому опасения насчет того, что коронавирус остается с переболевшим навсегда или затаится и дождется своего часа, беспочвенны.
3. Вирусов гораздо больше, чем вы можете себе вообразить (и это не преувеличение)
Благодаря скорости размножения и мутаций число вирусов на Земле невероятно разнообразно. Согласно некоторым оценкам, в одном только в мировом океане находится примерно четыре нониллиона вирусов (нониллион — десять в тридцатой степени, или единица с 30 нулями). Причем все эти вирусы существуют не сами по себе, а внутри живых организмов, и здесь никаких исключений нет: практически все виды животных всех царств освоены вирусами. Более того, одни вирусы способны осваивать другие.
4. Передача вирусов от вида к виду, в общем-то, обычное дело
Человек — всего лишь один из примерно 5,3 миллиона видов обитающих на планете эукариот, то есть всех живых организмов, кроме вирусов, бактерий и архей (по другим оценкам, число видов на Земле составляет примерно 8,7 млн). Если вспомнить, что примерно 99,9% всех когда-либо живших видов вымерло, счет пойдет на миллиарды. И у каждого вида, как мы упоминали выше, были, есть и будут свои вирусы.
Попав в организм хозяина, вирус изо всех сил старается приспособиться к нему, постепенно преодолевая всевозможные защитные механизмы, что часто приводит к узкой специализации вируса — его «сосредоточенности» на одном определенном виде. Но если в результате слепой игры случая патоген попадает в другой организм, в котором успевает размножиться, у него появляется колоссальное преимущество. В связи с этим передача вирусов от одного вида к другому случается, хотя и не очень часто. Все дело, опять же, в уникальной способности вирусов стремительно изменяться, что позволяет быстро подстроиться под особенности биохимии нового хозяина.
5. Большинство вирусов передалось нам от животных
Часто ли мы контактируем с животными в современных мегаполисах? Оказывается, даже намного чаще, чем в прошлом. Дело в том, что благодаря развитой глобальной торговле животные и птицы — мертвые и живые — попадают в страны, отделенные друг от друга огромными расстояниями. Еще сто лет назад эта система была развита куда хуже. Кроме того, изменение климата вызывает массовую миграцию видов в новые места обитания. Все это обеспечивает плотный контакт человека с живыми существами самых разных видов. Таким образом, если перейти к сухим цифрам, из 335 новых инфекционных болезней, появившихся в период с 1940-го по 2004 год, 60,3% пришли к нам от животных. Такие болезни называют зоонозами: 71,8% из них перекочевали на людей от диких животных (к счастью, в подавляющем большинстве случаев эти патогены не слишком эффективно распространялись среди людей, и болезни ограничивались очень небольшим количеством зараженных).
6. Передача вируса от летучей мыши к человеку стала «самоисполняющимся предсказанием»
Разные вирусы «перепрыгивают» с одного вида на другой с неодинаковой вероятностью, а среди животных склонность к «выращиванию» способных к межвидовым прыжкам вирусов распределена неравномерно. В случае SARS-CoV-2 оба этих фактора максимально благоприятствовали известному нам развитию событий. Более того, ученые давно имели представление о перспективах симбиоза коронавирусов и летучих мышей. И впервые об этом заговорили именно в Ухане, где исследовательница Ши Чжэнли уже долгие годы изучает вирусы, влиянию которых подвержены эти животные. Еще в 2005 году Ши вместе с соавторами опубликовала в журнале Science статью, в которой сравнила фрагменты расшифрованных геномов вирусов, выделенных из 408 летучих мышей девяти разных видов, отловленных в четырех китайских провинциях:
«Авторы установили, что, хотя глобально геномы вирусов разных рукокрылых схожи, несколько участков очень сильно отличаются друг от друга. <...> Если в общем геномы вирусов разных летучих мышей схожи более чем на 90%, то в этой части доля отличий возрастала до 40%. Как отметили Ши и коллеги, столь значительная вариабельность хватательной части S-белка указывает, что мышиные коронавирусы обладают большим потенциалом по части смены хозяев».
Главными потенциальными «инкубаторами» новых вирусов ученые назвали насекомоядных подковоносых летучих мышей, которые встречаются практически по всему миру. И хотя точное место передачи вируса от мыши к человеку до сих пор неизвестно (версию про уханьский рынок морепродуктов поддерживают не все ученые), само по себе предсказание о том, что однажды какой-нибудь из «сожителей» рукокрылых захочет сменить партнера, сбылось с пугающей точностью.
7. Сами летучие мыши от коронавируса не страдают
Да, летучие мыши, как и другие представители отряда рукокрылых, в большинстве своем не страдают от переносимых ими вирусов. Ученые связывают такую устойчивость с измененными механизмами иммунного ответа в их организмах. Так, в одной из научных работ было показано, что клетки летучих мышей в ответ на заражение вирусами демонстрируют очень быстрый интерфероновый ответ, который заставляет паразитов стремительно перемещаться из клетки в клетку. В итоге вирусы быстро распространяются по организму, но их количество всегда остается умеренным, а сами летучие мыши благодаря этому превращаются в настоящий курорт для самых разных инфекций.
8. Бывало и хуже. Но вакцинироваться все равно нужно
Иммунная система человека — невероятно мощное оружие. Главная задача вакцины — в безопасной форме познакомить иммунную систему с вирусом. После такого знакомства настоящий вирус, едва попав в вакцинированный организм, будет тут же атакован и уничтожен. Человечество с помощью вакцинации уже справилось даже с такими страшными угрозами, как вирус черной оспы, — и все благодаря искусственно выработанному иммунитету, с которым не может сравниться ни одно лекарство. Другой вопрос, что в случае с оспой около 30% всех зараженных умирали, а выжившие оставались на всю жизнь изуродованными бесчисленными шрамами на лице и теле. Так или иначе, наработка иммунных средств защиты требует времени, и очень часто патоген успевает размножиться до опасных количеств раньше, чем будет завершено создание эффективного оружия. Вакцина делает это гораздо быстрее и эффективнее.
9. ВОЗ выбирает максимально блеклые названия для новых заболеваний, чтобы избежать катаклизмов
Правила Всемирной организации здравоохранения предписывают не упоминать в названиях новых инфекций конкретные регионы, виды деятельности, животных, а также группы людей или отдельных лиц. Это обусловлено борьбой с любыми видами дискриминации. Именно поэтому коронавирус сначала получил официальное название 2019-nCov (от novel coronavirus, новый коронавирус), а теперь именуется COVID-19 (от coronavirus disease, коронавирусное заболевание).
Концепции нейтрального именования ВОЗ обязана относительно недавним событиям: во время свиного гриппа 2009—2010 годов власти Египта уничтожили в стране всех свиней. При этом важно понимать, что свиньи не были источником заразы для людей — просто один из новообразованных вирусов H1N1 скооперировался с вирусом гриппа свиней (то есть прихватил себе часть его генетического материала), стал особенно контагиозным и из-за этого убил большое количество людей. От распространения вируса такая мера не спасла, зато в Каире произошел настоящий мусорный кризис: свиньи были ключевым звеном в переработке органических отходов.
10. Успех SARS-CoV-2 во многом связан с его склонностью к обману
Обманом организма человека в структуре коронавируса занимаются минимум девять вирусных белков. Некоторые из них мешают инфицированной клетке синтезировать интерфероны, некоторые маскируют вирусные РНК так, чтобы они стали неотличимы от клеточных, некоторые уничтожают следы деятельности вируса. Часть этих механизмов задействуют также SARS («атипичная пневмония») и MERS («Ближневосточный респираторный синдром») — прошлые штаммы коронавируса, представляющие опасность для человека. Но есть один механизм, который является эксклюзивом SARS-CoV-2: последовательность ORF8 кодирует белок, который не дает клетке выставлять на поверхности фрагменты собственных белков. Такая самопрезентация — чрезвычайно важный механизм, позволяющий иммунной системе вовремя заметить и уничтожить подозрительные клетки: неважно, завелся в них вирус или они мутировали и готовятся стать раковыми. А коронавирус «отвлекает внимание» естественных охранников нашего организма и таким образом становится еще более эффективным. Но эпидемиологам знакома и эта хитрость: похожие трюки практикуют, например, аденовирус и ВИЧ.