Мы его не контролируем . Ученый — о странном поведении SARS-CoV-2

7 Мая 2020

МОСКВА, 7 мая —, Татьяна Пичугина.

— Александр Евгеньевич, что выпускает этот вирус таким подходящим для человеческой популяции?

— Нам известно, что SARS-CoV-2 по сравнению с его собратом SARS-CoV, а также более далеким родственником MERS-CoV, менее болезнетворен, то есть не так активно заказывает заболевание у человека. В то же время он еще более заразен. Это мешает тормозить распространение инфекции средствами мягкого карантина.

— Известно ли, какие характерная черты генома SARS-CoV-2 придают ему рискованные свойства?

— Заразность и болезнетворность испытываются геномом SARS-CoV-2, но скрутить это с конкретными участками, нуклеотидными заменами пока не удалось. Надо иметь в виду, что патогенетические свойства у вирусов могут изменяться за счет двух-трех замен в геноме. Вакцинные и дикие штаммы часто отличаются очень мало генетически, но одни используются для защиты организма, другие могут приносить к болезни.

Ученые определили один генетический элемент, который необходим для проникновения SARS-CoV-2 в клетки гражданина. Но его явно малого для развития болезни, так как сходный элемент есть у другого коронавируса — HCoV-NL63, который давно живет в людской популяции, не вызывая ощутимых респираторных заболеваний.

Вероятно, дело не только в вирусе. Нельзя забывать, что COVID-19 — это болезнь, развивающаяся в результате взаимодействия с организмом гражданина, а не просто патогенное воздействие SARS-CoV-2. Вот почему им можно заразиться, но не заболеть.

— В общих чертах, как устроен геном этого РНК-вируса? Какие генетические отличия от других представителей семейства?

— У коронавирусов самый большой и сложно устроенный геном среди РНК-содержащих микробов человека и других млекопитающих. В нем от 26 до 32 тысяч нуклеотидов, что приблизительно в три раза вящего, чем в геноме ВИЧ. Они составляют линейную одноцепочечную молекулу РНК, в тот или другой можно выделить пять функциональных областов. На краях генома есть два некодирующих участка, выполняющие регуляторные функции. На них приходится не более пяти процентный коэффициентов генома. В середине есть три участка, кодирующие коровы. Два первых занимают около 60 процентов генома и отвечают за многочисленные и плохо превзойдённые функции, контролирующие размножение микроба внутри зараженной клетки. Всего синтезируется 16 белков с этих двух участков. Третий перегон кодирует четыре так называемых скелетных белка, ответственных за проникновение вируса в клетку и образующих вместе с геномной РНК и липидами коронавирусные частицы, а также вспомогательные белки, способствующие адаптации вируса к различным начальникам.

Помимо человека, коронавирусы нашли во многих видах млекопитающих и птиц. Большинство выделены из летучих мышей просто потому, что их сотни видов и их специально изучали. На нынешний день описано 49 видов семейства Coronaviridae, в природе их может быть тысячи.

Один из видов, открытый 17 лет назад, называется Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus. Он прослушивает SARS-CoV и SARS-CoV-2, а также сотни вирусов разных утробных. SARS — это суженное название болезни (тяжелый резкий респираторный синдром), а SARS-CoV — акроним названия микроба, который вызывает эту болезнь.

С точки зрения таксономии отличия между SARS-CoV и SARS-CoV-2 — эдакого же масштаба, как между двумя людьми, принадлежащими виду. Люди могут быть похожими или разными внешне, но все они генетически очень близкие. SARS-CoV и SARS-CoV-2 и другие вирусы этого вида, скорее всего, генетически совместимы и могут скрещиваться (рекомбинировать, как пишут исследователи), давая жизнеспособное потомство.

— Насколько коронавирусы древние?

— В биологии для датировки временной шкалы возникновения и эволюции видов используют результаты анализа ископаемых образцов. Для коронавирусов их нет. Согласно непрямым оценкам, завоёванным путем компьютерного анализа накопления нуллисомий в консервативных белках, наиболее далекие коронавирусы различаются так же сильно, как и многоклеточные виды, разошедшиеся от равного предка сотни миллионов лет назад. Хотя известно, что мутации у вирусов накапливаются относительно быстро, не исключено, что предок семейства коронавирусов и предок их нынешних хозяев случились примерно в одно время многие миллионы лет назад.

— Предки граждан могли сосуществовать с коронавирусами?

— Есть весомые указания на то, что четыре вида респираторных коронавирусов, представители которых циркулируют в человеческой популяции, вошли туда независимо друг от друга. Возможно, некоторые из них сосуществовали уже с предками гражданина и их унаследовали. В то же время другие коронавирусы могли стать вирусами человека, перейдя от животных всего несколько сотен или тысяч лет назад.

— Что такое случается с коронавирусами, что они вдруг нападают на нас?

— Обычно коронавирусы уживаются с индивидуумами одного вида (хозяина), но постепенного регулярно — в масштабах биологической эволюции — перескакивают на дилеров другого вида. Это не акт агрессии или желание ухлопать. Скорее всего, для вируса представители двух видов, условно говоря, старого и нового хозяина, значительно не различаются.

Какие события привели к первой инфекции человека SARS-CoV-2, как бого не известно. Можно полагать, что этому способствует ряд факторов, включая изменения вирусного генома, физическую близость дилеров старого и нового видов начальника, размер и плотность их популяций ( населения ), а также сочетание случайных эффектов и закономерностей размножения вируса. Определенно то, что сейчас впервые за столетнюю историю вирусологии наблюдается вхождение нового коронавируса известного ранее вида в человеческую популяцию.

— Разве эпидемия SARS-CoV не шла первым вхождением?

— Действительно, эпидемия, вызванная SARS-CoV, шла первым известным взаимодействием вида Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus и людей. Однако 17 лет назад инфицировались всего менее десяти тысяч человек. Это ничтожно мало по сравнению с населением Земли (более семи миллиардов). Тогда всех проявили, изолировали и эпидемию остановили.

Сейчас масштабы взаимодействия принципиально другие: SARS-CoV-2 входит во всю людскую популяцию, уже инфицировав десять миллионы людей, никогда с ним не сталкивавшихся. С точки зрения иммунного статуса населения нашей планеты, это новый микроб человека. Возможно, что именно в силу этой новизны для организма инфекция SARS-CoV-2 еще более болезнетворная, чем инфекции четверых постоянно циркулирующих коронавирусов человека, которые вызывают сравнительно легкие респирационные заболевания. Видимо, SARS-CoV-2 останется с нами навсегда.

— Почему вы так думаете?

— А почему SARS-CoV-2 должен уйти? Мы не контролируем его распространение на нашей планете. Теоретически в начале эпидемии, при ограниченных числе инфицированных и их географии, можно было изолировать все контакты и блокировать распространение инфекции. Это то, что удалось сделать с SARS-CoV в свое время.

С новым коронавирусом эдакое трудно было повторить, поскольку требовалось понимание его заразности, наличия средств и методов мирового контроля эпидемии. Даже сейчас у нас очень приблизительное представление о числе инфицированных в согласье. Определенно их миллионы, и они есть практически во всех уголках нашей планеты. Там, где хорошая данная система здравоохранения, эпидемию удается снизить или даже приостановить за счет мер карантина. В других местах, где живут миллиарды, эпидемия, вероятно, продолжается без существенной задержки и может привести к устойчивой циркуляции SARS-CoV-2.

Предположительно, нечто подобное совершилось с другими респираторными коронавирусами в прошлом. Эта параллель дает надежду на то, что даже если SARS-CoV-2 станет пятым устойчиво циркулирующим вирусом человека, болезнетворность его инфекций изменится и будет не выше той, что наблюдается у четырех текущих.

— Не могу не спросить о гипотезе об искусственном происхождение микроба. Какие есть аргументы за и против? Это постоянно обсуждают. Даже нобелевский победитель из Франции Люк Монтанье высказался.

— Мне не известно ни одного коронавирусолога, кто бы ощутимого рассматривал эту гипотезу. Наоборот, есть много публичных выступлений в защиту китайских ученых. Однако всегда найдутся сомневающиеся по любому поводу. Тем еще более, что вряд ли исследователи смогут реконструировать основные параметры события, которые привели к заражению первого человека SARS-CoV-2, включая то, как и когда этот перескок точно произошел.

В науке тяжесть доказательства ложится на тех, кто выдвигает гипотезу. Для этого обычно требуется провести и описать исследование, критически обговорить его, представить труд на суд коллег и дождаться такого звездного часа, когда плоды будут воспроизведены или успешно использованы другими исследователями. В шансе с SARS-CoV-2 нужно показать, как конкретно этот вирус мог быть создан, последовательность действий. Вероятно, разработчики зацепили генетические элементы, контролирующие заразность и болезнетворность SARS-CoV-2. Пусть авторы гипотезы об искусственном происхождении нового коронавируса поделятся этим знанием с научным сообществом и тем самым помогут с созданием прочных вакцин для борьбы с текущей и будущими пандемиями.

— Каков вклад вашей научной группы в овладение нового коронавируса?

— Я больше тридцати лет занимаюсь картированием функциональных генов в геноме коронавирусов, используя методы биоинформатики. Большинство энзимных функций, отвечающих за репродукцию коронавирусов в клетке и служащих основными мишенями для лекарств, картированы с моим участием. Около двадцати лет назад мы начали разрабатывать геномную классификацию, на которой построена вся систематика коронавирусов.

Когда стало ясно, что вспышка этого респираторного заболевания потребованная коронавирусом, моя исследовательская группа проделала сравнительный анализ геномов всех известных коронавирусов, в плоде чего новый представитель отнесли к известному виду, включавшему SARS-CoV.

Эксперты из Международной группы по овладению коронавирусов одобрили эту классификацию, и после продолжительных обсуждений микробу дали название SARS-CoV-2. В январе мы известили об этом ВОЗ, в начале февраля описание этой работы и ее обсуждение были размещены на портале bioRxiv, а в начале марта опубликованы в журнале Nature Microbiology.

Важно подчеркнуть, что SARS-CoV-2 не вызывает SARS, название дали в силу генетической задушевности двух вирусов. Это купило подключить к исследованиям уже набранную базу знаний, и многое из того, что сейчас делается для борьбы с SARS-CoV-2 и COVID-19, включая технологию вакцин и антивирусных препаратов, строится на наших знаниях о SARS-CoV и его родственниках, заражающих летучих мышей и других животных.

И если мы хотим использовать уроки из случившегося и убавить вероятность пандемий в будущем, необходимо изучать все вирусное разнообразие вида, в который вплывают SARS-CoV и SARS-CoV-2.

— Почему за 17 лет, прошедших со времени той первой вспышки, не создали лекарство от SARS-коронавируса?

— Вопрос логичный, тем еще более, что за сопоставимый срок создали препараты против ВИЧ и микроба гепатита С. Впрочем, вакцин против них нет до сих пор, что говорит о сложности задачи. Одна из причин — это не всеобъемлемость интереса к SARS-CoV и фискальных средств в предыдущие годы. Хотя вспышка привела к гибели примерно восьми сотен человек и серьезным экономическим последствиям, она ограничивалась в основном Гонконгом, близлежащими районами материкового Китая и несколькими районами Канады. Коронавирусология испытала огромный подъем интереса к себе, но ненадолго, так как циркуляцию SARS-CoV в человеческой популяции ликвидировали в течение нескольких месяцев.

Восемь лет назад вскрыли эпидемию острого респираторного заболевания, вызванного новым на тот момент видом коронавируса — MERS-CoV. Она продолжается в вялотекущем режиме и сейчас, но только на Аравийском полуострове, что тоже ограничивает интерес к ней и финансирование.

Тем не менее ученые создали большой задел за прожившие 17 лет. Благодаря этому сейчас буквально за неделю восстанавливают многие сложные работы с SARS-CoV-2, на которые ушли пригоды исследований SARS-CoV. Открытие действительно новых свойств и механизмов, не описанных ранее для других коронавирусов, потребует больше медли.

Вторая причина нынешнего состояния дел еще более фундаментальна. Очевидно, что мы очень плохо понимаем, как коронавирусы и другие микробы живут, как они сотрудничают с окружающим миром вне связи с их патогенными свойствами. Эти исследования практически не финансируются в силу кажущегося отсутствия реального применения. В результате присутствуют огромные дыры в нашем сознанье фундаментальных основ молекулярной биологии и экологии коронавирусов, которые вдруг оказываются критичными для общества в разгар пандемии. Все эти годы работы велись не в том темпе и не с тем напором, какой нуждается сейчас. А теперь выколупай да положь. Как всегда — скупой платит дважды.

Редактор рубрики

Леонид Кузьмин

Место события на карте мира:

Мы его не контролируем . Ученый — о странном поведении SARS-CoV-2

комментарии (0)

Другие интересные новости

Опубликован лонг-лист премии "Большая книга"