Просто о пандемии. Наступит ли коронавирусный Армагеддон, и кто выйдет победителем?
Олег Орестович Фейгин
Просто… (Страта)
Когда насытится микроскопическая саранча, или как покончить с пандемией? Как коронавирус поражает мозг человека, искажая восприятие объективной реальности? Где могли возникнуть первые очаги инфекции? Сколько циклов еще пройдет пандемия, прежде чем коронавирус исчерпает свой потенциал? Могут ли инопланетные вирусы, микробы и бактерии уничтожить человечество?
Сборник очерков об истории возникновения и развития самой значительной эпидемии современности. В книге популярно рассказано об удивительной науке микробиологии и самоотверженной борьбе российских и зарубежных медиков с коронавирусной чумой XXI века. А также о том, как будет выглядеть пережившее пандемию человечество.
Все права защищены. Никакая часть настоящей книги не может быть воспроизведена или передана в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, будь то электронные или механические, включая фотокопирование и запись на магнитный носитель, а также размещение в Интернете, если на то нет письменного разрешения владельцев.
В формате PDF A4 сохранен издательский макет.
Олег Фейгин
Просто о пандемии. Наступит ли коронавирусный Армагеддон, и кто выйдет победителем?
Автор идеи и научный редактор серии
СЕРГЕЙ ДЕМЕНОК
All rights reserved. No parts of this publication can be reproduced, sold or transmitted by any means without permission of the publisher.
© Фейгин О. О., текст, 2021
© ООО «Страта», оформление, 2021
Предисловие
Схватка в микроскопических джунглях
Где бы вы ни находились, вокруг вьются, ползают и парят мириады удивительных существ, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. Все эти мельчайшие обитатели флоры и фауны изучаются наукой микробиологией, ставшей феноменально популярной после распространения коронавируса.
Обычно мы представляем себе эти микроорганизмы как отдельные клетки, вращающиеся вокруг своей оси. Но в действительности микробы собираются миллионами, формируя тем самым огромные сообщества, известные как биопленки.
Не так давно в структуре бактериальных биопленок впервые обнаружилась сеть проводящих канальцев: через них внутрь поступают питательные вещества, и через них же мы сможем доставить антибиотики сквозь «защитные линии» микробов.
Надо сказать, что уничтожить бактериальную клетку саму по себе не так уж сложно, но вместе они способны быстро формировать биопленки, чрезвычайно устойчивые к внешним воздействиям. Такие сообщества напоминают микроскопические крепости, огражденные от внешней среды стеной специальных веществ. Лекарственным препаратам трудно проникнуть внутрь, да и враждебным чужим бактериям не просто преодолеть это препятствие.
Мы знаем о биопленках в водопроводе и даже на медицинских инструментах. Избавиться от них далеко не просто, поэтому микробиологи настойчиво ищут способы атаковать эту бактериальную крепость в обход.
Анализируя микроскопические изображения биопленок, ученые заметили, что, несмотря на свою кажущуюся непроницаемость, биопленки пронизаны сетью микроскопических каналов, которые, видимо, служат для поглощения и распределения питательных веществ между клетками в сообществе. Их можно сравнить с тайными ходами в крепости, ведущими к источнику свежей воды, – и, как всякие тайные ходы, проходят они глубоко внизу.
Каналы поглощают питательные вещества снизу и транспортируют их наверх, тогда как традиционная обработка антибиотиками производится с верхней стороны биопленки. Но раз ученые обнаружили тайный ход снизу, то в будущем они смогут доставлять по нему препараты внутрь «ограждения», чтобы нейтрализовать бактерии быстро и эффективно.
Ученые показали, как микроорганизмы приспосабливаются к болезни носителя. В первую очередь микробы меняют свой рацион. Бактерии и карта их метаболизма помогут предупреждать заболевания.
Если человек испытывает проблемы с микрофлорой, это может обернуться для здоровья большими проблемами. Но как реагируют на заболевания сами микроорганизмы? На этот вопрос попытались ответить российские ученые. Для этого они в тысячах опытов исследовали поведение микробов в здоровом и больном организме.
Объем полученных данных оказался таков, что для его анализа пришлось задействовать суперкомпьютеры Stampede и LoneStar. Ученые решили смоделировать пародонтит – воспалительное заболевание тканей пародонта. При этом заболевании общий состав микроорганизмов остается неизменным.
Оказалось, что во время болезни у микроорганизмов резко меняется обмен веществ. К примеру, если живущие в здоровом теле бактерии питаются фруктозой, то в случае заболевания они могут перейти на другие виды сахаров. Таким образом выяснилось, что, имея данные про обмен веществ, можно с легкостью влиять на популяцию бактерий.
Эти исследования очень помогли в составлении планов преодоления коронавирусной инфекции, когда потребовалось определить биологические маркеры-признаки заболевания. Иными словами, оказалось, что ряд болезней можно выявить задолго до появления первых симптомов. Особенно актуально это звучит, когда речь идет о борьбе со вторичными волнами коронавирусной инфекции.
Практически во всех первых случаях COVID-19 люди заражались исходным китайским штаммом, который затем мутировал весной 2020 года в Италии. Там коронавирус несколько недель незаметно распространялся, после чего разошелся по всему миру и продолжил свои мутации.
В настоящее время в мире в основном распространяются итальянский, британский и южноафриканский штаммы коронавируса, которые мутировали в самых различных частях света. Причем каждая разновидность коронавируса обладает своими опасными свойствами – например, вызывает цитокиновый шторм[1 - Цитокиновый шторм – ответ иммунной системы, при которой вырабатывается большое количество медиаторов воспаления. В широком смысле это гипервоспалительный процесс, причиняющий вред собственным клеткам организма из-за высвобождения цитокинов – молекул, играющих в организме роль передатчиков информации.].
Клетки иммунной системы выделяют цитокины, которые должны предупредить другие клетки той же системы о наличии опасного вируса. Однако если иммунитет не смог в нужной степени ограничить размножение коронавируса, то цитокинов станет слишком много. Избыточная ложная тревога может просто убить организм за счет сильнейших воспалительных процессов.
Если в очаге коронавирусной инфекции слишком много клеток иммунной системы (что типично для тяжелых больных), то цитокины, попадающие на поверхность соседней иммунной клетки, заставляют ее сильнее вырабатывать собственные цитокины. В итоге концентрация этих молекул повышается так сильно, что наступает цитокиновый шторм.
Цитокиновый шторм часто встречается при заражении новым штаммом коронавируса, из-за которого резко возросло количество инфицированных в Великобритании, что сильно встревожило эпидемиологов во всем мире.
Эксперты по всему миру проявляют сдержанность в оценках. Согласно первым исследованиям британских ученых, новая разновидность коронавируса обладает необычайно большим количеством генетических мутаций, в основном, в спайк-белке. Этот белок необходим вирусу, чтобы проникнуть в клетки.
Мутации необязательно дают вирусу преимущества в селекции, даже если и есть такая возможность. Например, британская экспертная группа по исследованию угроз, вызванных новыми респираторными вирусами, указывает, что этот вариант вируса, вероятно, по антигенам отличается от прежних. Есть указания на случаи реинфицирования среди тех, кто ранее уже сталкивался с другим типом вируса.
Правда, статистическая достоверность тут несколько меньше, чем для положительных результатов: число умерших среди легких больных ниже, и набрать среди них статистику нужного объема по этой причине сложнее.
Кроме британского вируса, ученые выявили новый штамм в Швейцарии и Испании, его назвали 20A.EU1. Скоро он стал быстро распространяться по странам Европы. Об этом сообщили вирусологи из Базельского университета.
Как выяснили ученые, новая волна пандемии в Европе может быть связана с мутацией коронавируса среди испанских сельскохозяйственных рабочих. Он быстро распространился по большей части Западной Европы и на него стала приходиться значительная доля новых случаев заражения COVID-19.
Ключевую роль в распространении этого штамма сыграли люди, которые возвращались из отпусков в Испании. По мнению российских инфекционистов, быстрое распространение 20A.EU1 показывает, что карантинные меры на границах Евросоюза были недостаточными для сдерживания пандемии.
Они также отметили, что вирус 20A.EU1 не похож ни на одну известную версию вируса SARS-CoV-2. Кроме того, вирусологи из МГУ опубликовали статью, в которой говорится, что до него была известна мутация, которая привела к появлению штамма коронавируса D614G. Ученые уверены, что этот штамм сделал вирус более заразным.
В ходе клинических испытаний погибал 41 % всех пациентов, попавших на ИВЛ (искусственную вентиляцию легких), 25 % получавших только кислород и 13 % тех, кто мог дышать сам. Таким образом, повышение смертности на 22 % в последней из этих групп в любом случае убило меньше людей, чем спасло в результате снижения смертности в первой и второй группах.
Так, генеральный директор Европейской лаборатории молекулярной биологии не исключает серьезные отличия в симптомах нового варианта вируса. Он считает, что «Если бы новый тип вируса сильно влиял на течение болезни, мы бы это уже увидели».
Новосибирские вирусологи выяснили, что в летние месяцы темпы распространения COVID-19 снижаются из-за разрушительного воздействия ультрафиолета на коронавирус. В то же время, сезонное влияние солнечного излучения на передачу болезни невелико по сравнению с факторами социальной безопасности. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Известия РАН». Ученые, политики и работники здравоохранения стремятся определить, в какой степени COVID-19 может стать сезонным заболеванием. От понимания этого аспекта зависит стратегия реагирования на пандемию. Исследователи из МГУ вместе с коллегами из НГУ (Новосибирск) применили набор статистических методов, чтобы проанализировать, как четыре переменные (УФ-излучение, температура, влажность и осадки) коррелируют с ежедневным темпом роста случаев COVID-19 – показателем того, насколько быстро болезнь распространяется в том или ином регионе.
Авторы исследования также оценили время задержки между изменениями погодных условий и зарегистрированными случаями COVID-19, учитывая инкубационный период вируса, а также дополнительные задержки из-за тестирования. Исследователи обнаружили доказательства того, что УФ-излучение солнечного света снижает передачу COVID-19, но незначительно. К примеру, темпы среднесуточного прироста заболевших COVID-19 в Москве в июне 2020 года составили 12 % по сравнению с 13-ю в мае того же года. Модель показала, что в северных регионах с умеренным климатом за период с января по июнь темпы роста должны снизиться на 7,4 процентных пункта, а к декабрю – увеличиться на 7,8 процентных пункта. В южном полушарии, соответственно, картина будет обратной. При этом ученые считают, что УФ-излучение – главный природный фактор, влияющий на распространение коронавирусной инфекции.
За влиянием УФ-излучения на передачу COVID-19 могут стоять несколько факторов. Первый – биологический. Ультрафиолет разрушает нуклеиновые кислоты, которые вирус использует для кодирования своей генетической информации. Другой фактор – поведенческий. Летом, когда солнечно, люди чаще выходят на улицу, что делает вирус более уязвимым. Российские микробиологи считают, что УФ-излучение может инактивировать вирус в процессе его передачи, например, когда он находится в воздухе или на открытой поверхности.
По мнению российских специалистов, сезонное влияние ультрафиолета на передачу болезни существует, но оно в целом невелико по сравнению с действенностью мер социального дистанцирования, таких как запрет на поездки или изоляция дома.
Коронавирус продемонстрировал все признаки сезонности и бушует сильнее всего там, где температура ниже местной нормы. Поэтому очевидно, что он может дать очень сильную новую волну – как некогда «испанка».
Глава 1
Где скрывается «нулевая точка» пандемии?
В последнее время интерес к первой пандемии нашего века продолжает расти, захватывая все новые и новые сферы поистине детективной истории зарождения и распространения коронавирусной инфекции. Так откуда же взялась эта «вирусная напасть» и есть ли варианты ее полного подавления, как это некогда случилось с чумой, холерой, оспой и сибирской язвой?
Давайте попробуем разобраться в этих непростых вопросах, вокруг которых дилетанты-конспирологи насочиняли столько легенд…
Мутации с приобретением функций «химер»
Группа норвежских эпидемиологов опубликовала работу о том, что генетические последовательности на поверхности коронавируса могут указывать, что он не природного происхождения. В силу уже сложившихся шпионских традиций признаки «ненатуральности» вирусов однозначно связываются с исследованиями китайских и американских ученых. Вот и британские вирусологи стремятся доказать, что в так называемом шиповидном белке коронавируса содержатся последовательности, которые выглядят явно искусственно. Другие ученые утверждают, что вирус практически не мутировал с тех пор, как начал распространяться среди людей, а это значит, что он был полностью адаптирован к человеку заранее. По словам французских микробиологов, это очень необычно для вирусов и крайне редко встречается в их естественной среде обитания.
Норвежский эпидемиолог доктор Сёренсен утверждает, что у нового коронавируса есть качества, которые сильно отличаются от свойств вируса атипичной пневмонии и никогда раньше не наблюдались в природе. При этом профессор Сёренсен считает, что, когда мы технически описываем вирус, мы, безусловно, видим, что он не стал результатом естественного развития. Его произвели в неких секретных лабораториях в ходе своих исследований так называемых мутаций с приобретением функции.
Надо сказать, что и китайские микробиологи признают сам факт сотрудничества с американскими вирусологами в изучении различных штаммов коронавирусов. При этом некоторые гранты выдавали китайским ученым именно для проведения опытов по изучению мутаций с приобретением функции повышенной контагиозности (заразности) вируса, чтобы его было проще использовать в научных экспериментах. Такие измененные вирусы называют «химерами».
Несчастный случай или злой умысел?
Один из бывших руководителей британской разведки МИ-6, ознакомившись с выводами норвежских биологов, тут же признал, что их «оперативная разработка» коронавируса свидетельствует: парализовавшая мир пандемия, скорее всего, вышла из секретной лаборатории. Он так пояснил свою версию событий: «Вероятно, все это началось с несчастного случая, который долго скрывали от мировой общественности. В случае КНР этому есть много объяснений: и государственный престиж, и боязнь попасть под международные санкции, включая многомиллиардные выплаты за ущерб, нанесенный пандемией. Правда, официально внешнеполитическое ведомство Британии занимает более сдержанную позицию и считает, что безусловных доказательств искусственного происхождения вируса сегодня не существует.
Между тем, конспирологи никак не могут успокоиться, и чуть ли не каждую неделю по всемирной сети начитает бродить та или иная легенда, описывающая, как вирус мог начать распространяться в результате утечки из лаборатории вирусологического института в Ухане, являющегося главным центром эпидемиологии в Китае. Вполне естественно, что китайский Минздрав яростно отрицает «подобные инсинуации», утверждая, что ни один китайский ученый никогда не работал с вирусами, напоминающими SARS-CoV-2.
Проблема «нулевого пациента»
Несмотря на самое решительное отрицание своей вины в распространении инфекции, Китай до сих пор не определил «нулевого пациента» или точное место, где началась вспышка. Китайский центр по контролю и профилактике заболеваний провел обследования первых зараженных в районе рыбного рынка в Ухане, и они показали, что вирусная инфекция могла возникнуть именно там.
Скандинавские конспирологи вместе с профессором Сёренсеном указывают, что именно китайские ученые впервые заметили модифицированные последовательности на поверхности вируса. Правда, уже вскоре подобные публикации исчезли из научных СМИ. Доктор Сёренсен уверен, что информацию об этих добавленных последовательностях никогда бы не опубликовали, если бы речь шла о сегодняшнем дне пандемии. «Китайцы допустили большую ошибку. Добавленные в вирус последовательности имеют функциональность, которую мы описываем. Мы объясняем, почему они существенны. Но китайцы указали на них первыми», – говорит профессор.
Проблема тихих распространителей
Вся конспирологическая история о зарождении коронавируса и «нулевом пациенте» имеет большое практическое значение, определяя тактику и стратегию работы ученых-инфекционистов. Многие исследователи полагают, что имеющиеся сейчас потенциальные вакцины с большой вероятностью будут иметь побочные эффекты, поскольку они нацелены на так называемый шиповидный белок вируса, а основная часть его генетического материала очень напоминает генетический материал человеческого белка.
При этом, как показали испытания вакцин против лихорадки Денге и ВИЧ, существует значительный риск: вакцина может вызвать еще более серьезное заболевание в результате процесса под названием антителозависимое усиление инфекции (АЗУИ). В то же время эпидемиологи говорят, что необходимо понять, как много людей болеет без симптомов, и в самом ли деле пандемию подпитывают такие тихие распространители.
Примером служит вспышка в одной из церквей Сингапура, где на проповеди присутствовала супружеская пара средних лет, прибывшая из Уханя, где уже широко распространялась эпидемия. Гости выглядели совершенно здоровыми, но заболели через пару дней, и за неделю вирус успел поразить трех сингапурцев – это были первые, самые загадочные на тот момент случаи заражения в стране. Именно расследование причин их болезни в дальнейшем привело к открытию новых и весьма тревожных подробностей того, как коронавирус столь успешно находил себе новых жертв.
Предсимптомное инфицирование
Считается, что именно отделение инфекционных заболеваний при министерстве здравоохранения Сингапура одним из первых рассказало парадоксальную историю китайских миссионеров, умудрившихся «перезарядиться» без проявления каких-либо болезненных симптомов.
Эти странные случаи никак не вписывались в картину того, что на тот момент было известно о COVID-19, поэтому министерство здравоохранения Сингапура с помощью полиции и специальных групп врачей, которых СМИ прозвали «охотниками за вирусами», начали скрупулезное детективное расследование. Прежде всего эпидемиологи составили подробнейшую схему передвижения инфицированных. Этот процесс, как в шпионских романах, получил название «выявление контактов». Тактика оказалась весьма удачной, и сегодня инфекционисты Сингапура прославились благодаря скорости и эффективности борьбы с проявлениями коронавирусной пандемии.
