Коронавирус covid-2019

Эпидемиология

Как передается коронавирус нового типа? Как уже установлено заболевание, кроме традиционного контактно-бытового пути передачи, реализуемого через контаминированные предметы обихода/продукты питания, передача вируса может осуществляться от человека непосредственно к человеку воздушно-капельным путем, как и другие респираторные инфекции (грипп, ветряная оспа, ОРВИ).

До настоящего времени данных о происхождении вируса недостаточно, а цепочка передачи вируса COVID-2019 неясна. Предположительно, источник первичного заражения находился в Ухане на рынке морепродуктов, где работали или который посещали первые заболевшие. В пользу этой версии говорит тот факт, что первые заболевшие люди на оптовом рынке Хайнань потенциально могли взаимодействовать с дикими животными (носитель инфекции), где кроме большого ассортимента морепродуктов постоянно продают домашнюю птицу, летучих мышей, змей и других животных, употребляемых в Китае, а также корм и приготовленную пищу из них (так называемые «деликатесы»).

Отличительной особенностью коронавируса COVID-2019, по мнению китайских ученых является возможность заражения здорового человека при контакте с больным уже в инкубационном периоде, когда какие-либо симптомы коронавируса еще отсутствует. Новый тип коронавируса COVID-2019 чаще поражает пожилых людей или лиц с ослабленным иммунитетом. Многих интересует, сохраняет ли жизнедеятельность вирус вне организма носителя (сколько живет во внешней среде и сколько живет в квартире). Установлено, что вне носителя устойчивость вируса во внешней среде составляет 3-6 часов.

В журнале «The Lancet» опубликованы предварительные статистические данные о заболевших, согласно которым около 70 % заболевших составляют лица мужского пола. При этом, у 35% из них имелись сопутствующие заболевания (гипертония, диабет, хронические заболевания легких, сердечно-сосудистые заболевания). Средний возраст заболевших — 49 лет. Уже известно, что встречается коронавирус у детей.

Какие штаммы коронавируса существуют?

Основных штаммов нового коронавируса семь, они обозначаются буквами GR, G, GH, O, S, L и V. Всё началось со штамма L – именно его обнаружили в китайском Ухане в декабре 2019 года. Однако теперь он постепенно исчезает.

Основные штаммы коронавируса. На графике видно, что штамм L, вышедший из Уханя (оранжевый), постепенно исчезает / Графика с сайта gisaid.org

Остальные штаммы распределены по миру неоднородно: на каждом континенте наиболее распространено, как правило, не более двух основных вариаций. Их распространение можно наблюдать на составленной учёными интерактивной карте Nextstrain, отслеживающей мутации вируса.

Мутация вируса с января 2020 года по регионам / Графика с сайта nextstrain.org

Российский научный центр «Вектор» в октябре сообщил, что выявил более 80 мутаций коронавируса на территории страны. Но широко распространены в основном два штамма: европейский и азиатский, сообщили в «Роспотребнадзоре». При этом последний завезён не из Китая, а из других азиатских стран.

Эти два штамма находят у 99% исследуемых в России, сообщали в ведомстве.

Патогенез

Точно неизвестен, однако можно предположить его схожесть с патогенезом коронавирусной инфекции.

После попадания коронавируса в верхние дыхательные пути возбудитель активно колонизирует эпителий носо/ротоглотки, где и размножается, разрушая эпителиоциты. У пациентов с недостаточным иммунитетом вирус проникают в цитоплазму альвеолярных эпителиоциов, где происходит его репликация. Далее вирионы располагаются на мембране клеток и путём экзоцитоза (процесса, при котором внутриклеточные мембранные пузырьки (везикулы) сливаются с клеточной мембраной) происходит слияние эпителиоцитов и образование синцития. Происходит избыточное пропотевание в ткань лёгких жидкости и белка, что вызывает коллапс альвеол и способствует массивному разрушению сурфактанта с резким снижением газообмена. При благоприятном течении заболевания участки пораженной легочной ткани замещаются соединительной.

Причины коронавируса

Причиная короновируса — контакт с его носителем. Заражение происходит даже в том случае, когда у больного человека полностью отсутствуют симптомы заболевания. В большинстве случаев штаммы короновируса передаются воздушно-капельно, поражая дыхательную систему здорового человека.

Значительно реже вирусные штаммы передаются фекально-оральным и бытовым путем. В таких случаях возбудитель заболевания поражает органы желудочно-кишечного тракта. В основной группе риска — дети и люди пожилого возраста с недостаточно крепкой иммунной системой.

Переносчики коронавируса

Новый вид коронавируса в Китае поражает как человека, так и млекопитающих животных — котов, собак, свиней, крупного рогатого скота, птиц и зайцев. Возбудитель заболевания передается от человека к человеку. Способ передачи коронавируса — воздушно-капельный, контактный, фекально-оральный и воздушно-пылевой пути. Чаще всего симптоматика коронавируса у человека проявляется с декабря по март-апрель. Но нельзя исключать и риск заболевания на протяжении всего года.

В Китае нашли мишень коронавируса и вспомнили про стволовые клетки

Исследователи из Четвертого военного медицинского университета в Сиане, возглавляемые Кэ Ваном, заметили, что коронавирус соединяется не просто с клеткой, к белку CD147 на ее поверхности. Блокировка этого белка позволила ученым остановить вирус в пробирке с клетками. Начали клинические испытания лекарства-блокировщика, на bioRxiv.

Это не станет панацеей, а лишь облегчит лечение, так как у нового коронавируса есть еще одна мишень = клеточный белок ACE2. Ученые предполагают, что мишеней может быть четыре.

Две группы китайский врачей попытались лечить коронавирус мезенхимальными стволовыми клетками. Отметили, что воспаление снизилось, но не смогли разобраться, как стволовые клетки лечат ткани. Об исследованиях рассказали в на китайском портале препринтов ChinaXiv.

Первой группой врачей руководил Минь Ху из Пекинского университета. Взяли стволовые клетки из пуповины 65-летней китаянки, которой не помогало лечение, с перерывом в три дня трижды ввели пуповинные стволовые клетки. В течение 12 дней женщине стало лучше: количество лейкоцитов (еще один вид клеток иммунитета) стало нормальным, как и многие другие показатели. Компьютерная томография показала, что воспаление в легких исчезло.

Второй группой руководил Роберт Чуньхуа Чжао из Университета Шанхая. Семи пациентам, которым лечение не помогло, однократно ввели стволовые клетки из университетского биобанка. Среди больных один был в критическом состоянии, четверо — в тяжелом, а у двоих болезнь протекала стандартно.

Температура и дыхание вернулись в ному через два — четыре дня. Побочных эффектов не увидели. При этом на трех контрольных пациентах испытали плацебо, к концу исследования один был в стабильном состоянии, другого мучила дыхательная недостаточность, а третий умер.

Стволовые клетки из-за рисков все же опасно использовать, а процедура стоит дорого. По этой причине ищут другое лечение.

У нового коронавируса обнаружили два типа

В National Science Review о двух разновидностях SARS-CoV-2. Одна из них стала встречаться реже, потому что штамм столкнулся с трудностями в человеческом теле. При этом другая, менее опасная разновидность, стала встречаться чаще. Типы назвали S и L. Предполагают, что S старше и вызывают менее тяжелое течение COVID-19. При этом приблизительно до 7 января у 96,2 процентов зараженных находили опасный L.

В январе количество зараженных L упало до почти 60 процентов. Считают, что ему помешал не только иммунитет, но и карантинные меры. Больные S в карантин попадали реже, так как обычно болели легкой формой, не шли к врачу с «обычной простудой» и распространяли вирус.

Все, что вы делаете руками…

Сообщения в СМИ, что коронавирус Covid-2019 имеет искусственное происхождение, появились практически сразу же после его обнаружения в китайском городе Ухань.

При этом обвинения были озвучены даже на уровне Сената США, благо политические заявления не нуждаются в списке использованной литературы или же в доказательной базе.

Научный мир, по изложенным выше причинам, рассматривает обе эти версии — о природном или искусственном происхождении вируса — с равной долей вероятности. Ровно до тех пор, пока не доказана одна из них.

На сегодняшний день в генетических последовательностях Сovid-2019 действительно найдено несколько подозрительных участков рекомбинации генов, но говорить об их искусственном происхождении пока что рано. Это не означает, что такого рода научные исследования не могут появиться в дальнейшем — просто сегодня у ученых нет твердых доказательств искусственной рекомбинации, вставок необычных фрагментов или какого-либо иного явного вмешательства в обычную эволюцию вируса. Пока что все сообщения о подозрениях в искусственном происхождении Covid-2019, которые появились за последний месяц, были размещены на так называемых препринтных серверах, которые служат для публикации предварительных результатов исследований.

Тем не менее у Covid-2019 есть косвенные признаки того, что вирус может быть рукотворным организмом.

Вирус явно по-разному воздействует на различные категории людей. В частности, на «карантинном полигоне», в который невольно превратился круизный лайнер Diamond Princess, стало возможным проведение настоящего натурного эксперимента с выявлением всех цепочек заражения. Напомним, даже в эпицентре эпидемии, в городе Ухань, лечат только тех, кто имеет явные симптомы, а отнюдь не всех заболевших, поэтому мы видим только часть картины эпидемии.

А вот на Diamond Princess пассажиров исследовали поголовно, и по результатам исследования получается, что половина выявленных носителей коронавируса не имеют симптомов. Означает ли это, что они бессимптомные носители или симптомы проявятся позже, заразны ли они для окружающих — пока неизвестно. Но факт состоит в том, что половина больных в текущем моменте не имеют симптомов

Это как раз и делает Covid-2019 предельно опасным, так как для возбудителя любой эпидемии важно обеспечить максимально длинные цепочки заражения, что и делают бессимптомные носители

А вот из тех, кто подтвержден как носитель, но уже заболел, ситуация гораздо хуже: 80–81% из таких больных имеют легкое течение, 13–15% серьезное (severe) течение, а 5–6% тяжелое (critically). То есть во второй половине заболевших мы имеем 5-6% крайне тяжелых случаев, из которых потом вполне может возникнуть 2-3% c летальностью.

Таким образом, получается, что вирус пока что неизвестным способом распределяет людей на «носителей» и «тяжело больных». Скорее всего, это связано с тем, что у носителей есть какой-то белок, который блокирует негативные последствия размножения вируса, хотя и не препятствует ему. А вот у заболевших, судя по всему, такого белка нет, и они получают весь букет тяжелейших симптомов. В общем — идеальное биологическое оружие, как будто сделанное под заказ…

Данные, полученные на Diamond Princess, хорошо перекликаются с наиболее представительным исследованием китайского CDC, согласно которому около 81% заболевших Covid-2019 переносили болезнь в легкой форме. Еще около 15% имели серьезные симптомы, а около 5% заболевших перенесли инфекцию в крайне тяжелой форме.

Достаточно ожидаемо вирус поражает ослабленных и престарелых людей. Связано ли это с возрастной блокировкой производства в организме человека возможного белка-спасителя или же просто с общим ослаблением старого организма — пока неизвестно. Более того, судя по всему, иммунитет часто не вырабатывает устойчивого заслона против коронавируса — в Ухани зафиксировали 195 случаев повторного заражения Covid-2019.

Создается впечатление, что неизвестный конструктор — будь-то человек или природа — долго старался придумать средство, которое может избавить дефицитные бюджеты и пустые социальные фонды развитых стран от непомерных расходов на поддержку планирующих прожить до 100 лет и даже более сограждан.

Но пока что имени этого неизвестного конструктора мы еще не знаем. Хотя можем узнать уже завтра или через какую-то неделю, причем генетики могут скорее подтвердить информацию разведки или спецслужб, нежели сами найти искомую строчку Made in… в достаточно коротком геноме вируса.

Немного теории

Коронавирус – это не название конкретного заболевания или его возбудителя, а обширное семейство вирусов, в состав которого входит несколько десятков представителей. Оно было открыто еще в 30-е годы прошлого столетия.

Коронавирусы вызывают опасные заболевания человека и животных. В начале нулевых годов они вызвали эпидемию атипичной пневмонии, а позже стали причиной ближневосточного респираторного синдрома.

Виновником нынешней эпидемии является вирус SARS-CoV-2. Части генома этого коронавируса были обнаружены в анализах пациентов в декабре 2019 года. Уже к 10 января Китай расшифровал геном возбудителя и обнародовал полученные результаты.

Вероятно, что источником первичного заражения стали летучие мыши. Несмотря на многочисленные конспирологические теории, ученые практически уверены, что геном коронавируса SARS-CoV-2 имеет естественное происхождение и не является результатом биотехнологических манипуляций. В данном случае мы имеем дело с обычной природной мутацией, благодаря которой вирус животного стал опасен для человека.

Российским ученым удалось расшифровать геном коронавируса 19 марта 2020 года.

Симптомы коронавируса у человека

Инкубационный период может варьировать в пределах от 1 до 14 дней (у большинства заболевших его длительность варьирует в пределах 3-7 дней). Клиника коронавируса COVID-2019 имеет определенную схожесть с симптоматикой SARS-CoV и проявляются в виде:

• общего недомогания;
• затруднения при дыхании;
• головной боли;
• боли в области груди;
• непродуктивного кашля;
• повышения температуры (38°С и выше);
• миалгии.

Как проявляется начальная стадия заболевания? На начальной стадии симптомы коронавируса в Китае проявляются чувством усталости, лихорадкой и кашлем. Почти у половины заболевших наблюдается одышка. А такие симптомы коронавируса как головная боль, обильная мокрота, кровохарканье и диарея являются менее частыми симптомами.

Однако, по мнению профессора Цао Бинь, существует и существенные различия. Отличительными признаками поражения новым типом коронавируса является отсутствие симптомов, затрагивающих верхние дыхательные пути, таких как насморк, боль в горле, чихание и наличие у некоторых пациентов незначительных кишечных расстройств (гастроэнтерит или энтерит). Отличием коронавируса SARS-CoV-2 от SARS (ТОРС) и MERS (БВРС) является меньшая тяжесть проявлений симптоматики, относительно низкая летальность и меньшая контагиозность.

Вместе с тем, профессор Чэнь Гочжун из Уханьского университета отметил, что у многих пациентов типичные симптомы нового коронавируса (лихорадка и кашель) отсутствуют, но появляется клиника желудочно-кишечных расстройств (плохой аппетит, тошнота, рвота, понос и др.), неврологический синдром (сильная головная боль), сердечно-сосудистые симптомы (учащенное сердцебиение) и легкие миалгии в мышцах нижней части спины или конечностях.

Отсутствие явных специфических симптомов увеличивает сложность постановки диагноза диагностики и увеличивает риск распространения инфекции. Поэтому в зону риска должны быть отнесены и пациенты, имеющие кишечные и неврологические синдромы (пациенты, с жалобами на усталость, плохим аппетитом, легкими мышечными болями и психическими расстройствами) с необходимостью проведения у таких пациентов своевременного обследования.

SARS-CoV-2 и его геном

Вирусная частица SARS-CoV-2 состоит из белковой мембраны и липидной внешней оболочки, от которой отходят отростки характерной формы. Благодаря их наличию вирусы данной группы и получили свое название. SARS-CoV-2 невелик – его размеры не превышают 200 нанометров.

Геном коронавируса COVID-19, как и других представителей этой группы организмов, представляет собой цепь РНК. Она состоит примерно из 30 тыс. нуклеотидов. РНК вируса окружена особым белком, который упаковывает ее в компактную спираль.

РНК-содержащий геном считается слабостью вируса. Он не дает возможности исправлять мутации, которые неизбежно возникают из-за воздействия внешних и внутренних факторов.

Ученые считают, что такое строение генома коронавируса могут сделать его нежизнеспособным. В целом геном «ковида» более стабилен по сравнению с возбудителями ОРВИ или атипичной пневмонии. Это позволяет надеяться на создание вакцины, которая будет эффективна долгое время.

Интересная особенность SARS-CoV-2 – наличие большого числа субгеномных РНК в вирусной частице. Корейские ученые, занимавшиеся изучением вопроса, насчитали девять типов подобных образований. Считается, что именно они способствуют быстрой эволюции патогена.

За время изучения SARS-CoV-2 в его геноме было обнаружено почти 150 изменений. Известны два подтипа возбудителя: L и S. Первый встречается чаще (до 70%), он более агрессивен и быстрее распространяется.

Виды коронавируса

Коронавирус делится на 40 разновидностей, относящихся к 2 подсемействам. Среди наиболее распространенных:

• SARS-CoV;
• MERS-CoV;
• вирус 2019-nCoV.

SARS-CoV (атипичная пневмония) — сопровождается мышечными болями, повышением температуры, одышкой и появлением хрипов в дыхании, гипоксией и дыхательной недостаточностью.

Симптомы коронавируса MERS-CoV аналогичны признакам острого респираторного вирусного заболевания — кашель, затрудненное дыхание, одышка, недомогание и лихорадка. В некоторых случаях наблюдается почечная недостаточность.

Симптомы MERS. Фото: ru.freepik.com

«Думаю, что итальянского сценария у нас не будет»

— Как ваша жизнь изменилась в связи с появлением нового коронавируса, кроме того, что ваша работа сейчас сфокусирована на этой теме?

— Я начал больше внимания уделять личной гигиене. Вирус передается через слизистые оболочки, и я начал ловить себя на мысли, что меньше стал дотрагиваться до глаз, рта, носа немытыми руками. Люди стали более социально ответственными и не приходят на работу в болезненном состоянии. Раньше чуть ли не пинками приходилось отправлять людей домой, если они приходили сопливые. Люди считают, что работа важнее всего, и не задумываются, что они могут заразить других на работе, тем самым подвергая опасности многих людей. Сейчас они стали к этому относиться гораздо серьезнее. Если у людей будет привычка не ходить на работу с симптомами, то даже при сезонных ОРВИ количество заболевших резко снизится.

Стараемся не здороваться за руку, но иногда привычка берет свое. Пока люди от этого испытывают дискомфорт и неловко шутят при встречах. Думаю, постепенно все начнут приветствовать друг друга кивком или вербально.

— В телеобращении президент России объявил в стране недельные каникулы. Вашу лабораторию это, видимо, не затронет?

— У нас идет производственный процесс. Мы не можем просто взять и все остановить. Это приведет к большим убыткам. У нас долгосрочные эксперименты, если их прервать, все пойдет насмарку. Плюс есть проект по коронавирусу. Ну как мы можем его остановить? Значит, потенциально мы не разработаем вакцину.

Но максимальное количество людей мы попросим оставаться дома, работать над статьями, отчетами, заявками на гранты и приходить на работу только по острой производственной необходимости. Мы и дальше сократим количество сотрудников. Большую часть времени они могут работать из дома по удаленке.

— Все ждут, что с приходом тепла вирус ослабеет. У вас какие ожидания в этой связи?

— Проблему решат только карантин, личная гигиена и тестирования. Думаю, что итальянского сценария у нас не будет. Меры, принимаемые правительством, очень жесткие. Экономика, конечно, при этом пострадает. Зато мы не попадем в такую же ситуацию, как в Италии и США.

Кристина Иванова, фото Максима Платонова

ОбществоМедицина Татарстан Казанский Приволжский Федеральный УниверситетРизванов Альберт Анатольевич

Патогенез

Передача и развитие коронавируса, что это за болезнь, каковы ее симптомы и причины — эти вопросы тщательно изучались ВОЗ и освещались в средствах массовой информации. Вне зависимости от того, сколько существует видов коронавирусов, строение и механизм действия возбудителя заболевания идентичны.

Свое название вирус получил за счет особенностей внешнего вида — он имеет несколько специфических шиповидных отростков, которые визуально напоминают корону. Эта «корона» необходима им для имитации «фейковыми» молекулами молекул, на которые реагируют трансмембранные клеточные рецепторы и дальнейшего проникновения в клетку.

Структура коронавируса. Фото: slideserve.com

Геном коронавируса

Коронавирус имеет геном в виде одноцепочной рибонуклеиновой кислоты, которая относится к трем основным макромолекулам, содержащимся в клеточных элементах всех живых организмов. Свое название семейство получило за счет специфических особенностей внешнего вида — нуклеокапсида в окружении белковых мембран и внешней оболочки липосодержащего типа. От нее отходят небольшие отростки, напоминающие булавовидную корону.

«Через полтора месяца у нас будет, условно говоря, пробирка с вакциной»

— В марте ученые Казанского университета приступили к разработке вакцины от вируса. Насколько я знаю, вы работаете с опубликованным геномом, а не с живой вакциной. В чем особенность вашей разработки?

— Мы синтезируем ДНК-вакцину на основе генной инженерии. Сейчас ведется процесс синтеза. Уже через месяца полтора у нас будет, условно говоря, пробирка с этой вакциной, и мы начнем тестировать ее на клетках и лабораторных животных.

Приведу такую аналогию, чтобы было понятнее. Для 3D-принтеров не обязательно иметь саму деталь на руках, чтобы ее создать, — достаточно иметь цифровые чертежи. Для живых организмов такой цифровой чертеж — это геном. Китайские ученые еще в декабре расшифровали геном коронавируса и опубликовали его в открытом доступе. Мы взяли эту информацию, вычленили участки, которые кодируют разные вирусные белки. В результате у нас должна получиться ДНК-вакцина, или генная вакцина. То есть это будет кусок ДНК, содержащий отдельные вирусные гены, кодирующие отдельные вирусные белки. Для этого не требуется наличие самого вируса или другого инфекционного материала, которых у нас нет. Если генный препарат ввести в клетку, то клетка должна считать эту генетическую информацию и начать синтезировать вирусные белки. Иммунная система организма распознает их как чужеродные, и выработается защитная реакция в виде антител и Т-клеток, которые убивают вирус и зараженные клетки. Тем самым наша ДНК-вакцина приведет к выработке иммунитета против новой коронавирусной инфекции.

— В случае, если опыты с животными окажутся успешными, сколько времени потребуется для развертывания промышленного производства вакцины?

— Понадобится еще несколько месяцев для проведения официальных доклинических исследований на животных, уже с живым вирусом. После чего будут начаты опыты на людях. Мне сейчас сложно оценить продолжительность, потому что это зависит от нескольких факторов — финансирования, наличия партнеров, у которых есть разрешение на работу с инфекционным материалом. Создание самого прототипа вакцины — процесс достаточно быстрый, который потребует около трех месяцев. Процесс тестирования занимает гораздо больше времени и ресурсов.

Первый этап, разработка прототипа вакцины, в КФУ финансируется за счет АНО «Научно-исследовательский центр ДНК». Буквально на днях министерство науки и высшего образования РФ запрашивало информацию по подведомственным организациям о том, кто ведет разработку вакцин и систем тестирования по COVID-2019. Казанский федеральный университет тоже предоставил эту информацию в министерство. Возможно, мы войдем в какую-то правительственную программу поддержки исследований нового коронавируса.

— Видели ли вы информацию, сколько еще вузов заявилось в России в этой связи?

— Нет. Но я думаю, что их можно пересчитать по пальцам одной руки.

— Можно сказать, что вы оказались в роли отстающих? Геном расшифровали в декабре, а к разработке прототипа вакцины вам удалось приступить только в марте.

— На самом деле уже в декабре у нас был предварительный план. Просто некоторое время занял поиск финансирования, пока наши спонсоры не выразили такого желания. Плюс у нас были текущие проекты, и мы не придали сверхвысокого приоритета проекту разработки вакцины.

— А сейчас вы придали ему сверхвысокий приоритет?

— Да, конечно. У нас появилось начальное финансирование. Проект для нас весьма интересен. В нем мы используем те же технологии, которые применили для разработки прототипа вакцины против геморрагической лихорадки с почечным синдромом (ГЛПС). Буквально на днях было сообщение в СМИ, что в Китае один из больных, которого подозревали в смерти от коронавируса, на самом деле скончался от ГЛПС. Так что это тоже очень серьезное заболевание.