Приложение и литература к книге Вирусы и мы

Авторы книги: Андрей Прудковский (д.ф-м.н) и Валерия Иванова (д.б.н. вирусолог)

Когда в 2019 году мы задумывали повесть о разумных вирусах, мы и не предполагали, что написание романа придётся на пик самой настоящей пандемии COVID-19. Может, это получилось случайно, а может, и не случайно! Трудно разобраться. В самом романе прежде всего непонятно поведение главной героини романа — доктора биологических наук Анны. Как профессиональный учёный, она вроде бы должна прежде всего начать исследование «своего Фага», который поселился в её теле, а она почему-то медлит… И это не случайно. Фантастический пришелец Фаг относится к ещё более опасному виду вирусов, чем коронавирус, свирепствующий с декабря 2019 года на земном шаре. Наш фантастический пришелец поражает нервную систему носителя, после чего заболевший уже не волен в своих поступках. Читатель может подумать, что это уже из области фантастических ужастиков, увы, надо его разочаровать — это суровая правда жизни, хорошо известная учёным. В качестве прототипа можно упомянуть вирус герпеса, он очень заразен, инфицирует и людей, и животных. Оставаясь в организме на долгие годы (в латентном состоянии), он может проявить себя у ослабленного организма после перенесённой инфекции или операции. Обосновавшись в нервных клетках, вирус встраивается в геном хозяина, влияя таким образом на сознание и поведение человека (болезнь Альцгеймера). В качестве примера можно также упомянуть гриб-паразит кордицепс, который заставляет больного муравья уйти из муравейника, забраться на какое-нибудь растение, чтобы оттуда опылять спорами гриба как можно большую площадь внизу; или микроб-паразит токсоплазма, который, заразив крысу, заставляет последнюю искать кошку, которая должна её съесть, чтобы самой стать переносчиком болезни, а затем, попав в организм человека, токсоплазмоз вызывает неконтролируемую привязанность заражённого к кошкам.
Невидимые паразиты человечества — не только фантастические измышления авторов, но и наша печальная реальность. Заражённые такими инфекциями люди начинают получать удовольствие от страданий окружающих людей и животных. Именно такие инфицированные люди зачастую могут быть организаторами самых страшных войн. Так что наш Фаг, описанный в этом романе, вполне реален. Наша фантазия только в том, что придуманный нами вирус создал некий кодекс правил, который помогает ему отличать своих потенциальных жертв от «хороших», по его понятиям, людей, которых он не трогает.
Сейчас конец марта 2020 года, мы заканчиваем работу над этой книгой. На земном шаре эпидемия COVID-19, по телевизору президент России Владимир Путин рассказывает о карантине и других мероприятиях по борьбе с эпидемией. А нам по аналогии вспоминаются эпидемии чумы в далёких 1350, 1654 и 1770 годах. Как и сейчас, вся Европа тогда была во власти вирусов. В 1350 году папа Климент VI усугубил ситуацию — вместо карантина в Риме объявил очередной «Святой год», и в городе собралось более миллиона паломников. Большая их часть заболела чумой и погибла. Борьба с эпидемиями чумы в России и в 1654, и в 1770 году осуществлялась с помощью карантинов. Так в 1770 году для предотвращения эпидемии в Москве был объявлен карантин: например, приезжие люди, по указу Екатерины II привозящие обозы в Москву, не должны были близко контактировать с покупателями, а московский архиепископ Амвросий запретил проведение молебнов у Боголюбской иконы Божией Матери, что послужило поводом к беспорядкам. Толпа разграбила Чудов и Донской монастыри, убила архиепископа и пошла громить карантинные заставы и дома знати. В подавлении восстания принимал участие генерал-поручик Пётр Еропин. По его сообщениям, около 100 человек были убиты, 313 бунтовщиков арестованы, четверо из которых казнены. Направленные из Петербурга войска под командованием графа Григория Орлова навели порядок в городе, а созданная им комиссия по борьбе с чумой способствовала преодолению эпидемии.
Но вернёмся к нашим временам. Коронавирус открыли не так давно. В 1965 г. его выделили D. Tyrrell и M. Bynoe от больной ОРВИ. Коронавирус вызывает тяжелые инфекции животных, такие как синий язык, африканские болезни лошадей, геморрагическую лихорадку оленей, эпидемическую диарею свиней. Так же как и вирус гриппа, коронавирус поражает клетку с помощью своей нити, содержащей РНК-матрицы, по которой поражённая клетка начинает создавать новые копии вируса. При этом фрагменты РНК вирусов могут хаотично переставляться и даже перемежаются фрагментами чужих вирусов, если они тоже оказались внутри клетки. В результате получается нечто — иногда даже нежизнеспособное, а иногда ещё более вредная химера, созданная из нескольких разных вирусов.
Теперь о людях. Коронавирусная инфекция не нова, наиболее часто ею болеют зимой и ранней весной. До пандемии среди больных с диагнозом ОРВИ у госпитализированных больных эта инфекция составляла в среднем 12,4%. Дети болели в 5–7 раз чаще, чем взрослые. Вирус проникает к человеку несколькими путями: воздушно-капельным (через рот и носоглотку), через плохо обработанную пищу, он содержится также в слюне, рвотных массах, моче и фекалиях. Кроме того, есть и контактный способ — заразиться можно и через немытые руки. Переносчиками вирусов могут быть не только люди с явно выраженной клинической формой, но и со стертой формой заболевания. Иммунитет в организме переболевшего нестойкий и не защищает от вторичной инфекции.
До перестройки исследования коронавирусов шли как в России, так и за рубежом, однако в 1990 году исследования по этому направлению у нас были свёрнуты из-за перестройки. За рубежом же исследования продолжались. Удалось классифицировать коронавирусы по четырём родам (Alfa, Beta, Gamma, Delta), исследовать пути распространения коронавирусов и определить их потенциальную опасность для человека. Так было установлено, что опасный для человека коронавирус OC43 произошёл от коронавируса крупного рогатого скота, что геномы коронавируса собак и кошек могут рекомбинировать и образовывать новые вирусы, опасные для других хозяев, в том числе и для человека. А дальше произошли события, о которых узнал весь мир. В китайской провинции Гуандун в ноябре 2002 года возникла вспышка заболевания: тяжелый острый респираторный синдром атипичной пневмонии, вызванный вирусом SARS-CoV (сокращенно от Severe Аcute Respiratory Syndrome). Ученые установили, что источник заражения, скорее всего, — плохо обработанное мясо кошек циветт, которые обитают в Гималаях, Китае, странах Южной Азии и на Мадагаскаре. Всего с ноября 2002 года по сентябрь 2003 года заболевание было зарегистрировано в 29 странах, заболело 8 098 человек, 774 умерло (летальность — 9,6%). Усилиями медиков эпидемия SARS в 2002—2003 гг. была преодолена.
Прошло 10 лет, и коронавирус опять стал атаковать людей. Вирус стал называться MERS-CoV (сокращенно от Middle East Respiratory Syndrome — cредневосточный респираторный синдром). По данным ВОЗ, за время его циркуляции с сентября 2012 года по ноябрь 2018 года число людей, у которых вирус был лабораторно подтвержден, составило 2 274, включая 817 умерших (летальность — 36%). Вирус был зарегистрирован в 27 странах.
Появление SARS-CoV усилило интерес к изучению этого вируса и попытки его выделения от разных животных. Результат этих усилий привел ученых вирусологов-экологов к мысли о том, что переносчиками коронавирусов могут быть летучие мыши. Ведь они живут рядом с человеком, используют мосты, подвалы, шахты, колодцы и дома в качестве мест для ночлега. По этой причине они контактируют с людьми, обеспечивая передачу вируса. Косвенный контакт с промежуточными хозяевами, такими как кошки, циветты и другие плотоядные животные, как продемонстрировано для SARS-CoV, увеличивает возможности передачи вируса. Изучение летучих мышей в разных странах показало, что болеют в основном заражённые коронавирусом кормящие самки и молодняк, а у взрослых мышей уже выработан иммунитет — в крови есть соответствующие антитела. Так же впрочем, как и у людей: чаще всего болеют дети, а также пожилые люди, у которых иммунитет ослаблен.
Наконец, в 2015 году в журнале Nature появилась статья о том, что учёным вместе с коллегами из Уханьского Института вирусологии удалось создать «химерный» вирус на основе поверхностного белка SHC014 и вируса SARS, поражающего летучих мышей. Препаратов, эффективных против нового вируса, исследователи не обнаружили, но в 2018 году была найдена вакцина, способная его нейтрализовать. Такие эксперименты вызвали недовольство со стороны научного сообщества. В ноябре 2015 года в Nature появилась статья, посвященная критике этой работы. Её автор выражал опасения насчет того, что будет, если экспериментальный вирус просочится за пределы лаборатории, ведь «дикий» SHC014-CoV представляет лишь теоретическую опасность, а его химерный собрат уже существует в реальности. На основании этих статей ряд СМИ, в том числе и российских, сделали вывод, что возбудителя COVID-19 якобы создали китайские ученые в сотрудничестве с американской армией, однако прямых доказательств этого пока не найдено. По своей структуре COVID-19 отличается от своего собрата, искусственно созданного в 2015 году.
Итак, третья попытка коронавируса атаковать человечество произошла в декабре 2019 года в г. Ухане, Китай. Там в группе пациентов с синдромом суровой пневмонии впервые был идентифицирован новый коронавирус SARS-CoV-2, вызвавший заболевание COVID-19. На день провозглашения ВОЗ пандемии — 11 марта 2020 года — было зарегистрировано более чем 135 тысяч подтвержденных случаев в 117 странах. Несмотря на ограничения по путешествиям, контроль на границе и карантинные меры, принятые в Китае, вирус быстро распространился по планете. Исследования показали, что вирус пандемии COVID-19 имеет экологический резервуар в летучих мышах, а переход его к людям произошел через промежуточного хозяина — домашней птицы, дикого или домашнего животного, который еще не определен (есть предположения, что это панголин, которого местные жители употребляют в пищу). Согласно данным ВОЗ и, соответственно, рекомендациям, работникам рынка предписывается ношение защитной одежды, специальных халатов, перчаток, постоянное мытье рук. Ежедневная обработка дезинфицирующими растворами помещений и оборудования, по крайней мере, один раз в день. Одежда должна ежедневно меняться и оставаться на рынке. Пока ещё нет надёжных антивирусных лекарств против COVID-19, хотя работа по созданию вакцины в настоящее время ведётся на предприятии «Вектор» в Новосибирске.
Первые несколько месяцев циркуляции нового коронавируса протоколы лечения менялись практически каждую неделю, препараты сменяли друг-друга. В терапию шло все, препараты от малярии (гидроксихлорохин, он же плаквенил), ВИЧ-инфекции (калетра) и даже антибиотики (азитромицин), как антибактериальное средство. К лету 2020 года был разработан протокол лечения и профилактики новой коронавирусной инфекции, который включал в качестве профилактики витамин D и свежий воздух, а для профилактики и лечения средства и лекарства, используемые при лечении других ОРВИ. Так же в рекомендациях остался гидроксихлорохин и азитромицин, несмотря на то, что комбинация этих препаратов нередко негативно сказывалась на сердечно сосудистой системе пациентов старшей возрастной группы. (необходимо применять под контролем ЭКГ). Для лечения COVID-19 используют также моноклональные антитела, блокирующие рецепторы клеток человека к цитоткину интерлейкину-6 и таким образом препятствующие возникновению цитокинового шторма — паталогической реакции иммунной системы, которая приводит к поражению многих органов — в том числе легких, печени и почек. И наконец, — препараты — антикоагулянты, препятствующие образованию тромбов, риск образования которых возрастает при заражении ковидом. Следует отметить, что часть препаратов, используемых в лечении ковида требует тщательного мониторинга состояния пациента (ЭКГ, контроль свертывающей системы крови).
Китайцы обратились к исследованию возможности применения плазмотерапии, а именно: введения больным плазмы крови выздоровевших. Этот способ успешно применялся и ранее для предотвращения и борьбы со многими инфекционными заболеваниями в последнее столетие. В течение последних двух десятилетий такая терапия была успешно использована при лечении от коронавирусов, вызвавших эпидемии SARS и MERS, а в 2009 году — от вируса гриппа А/H1N1, но для лечения Эболы этот метод не подошёл. В случае с COVID-19, как показывают первые эксперименты китайских учёных, этот метод может быть перспективным, тем более есть подозрение, что синдром двусторонней пневмонии на самом деле связан с поражением вирусом эритроцитов крови больного. У пациентов с тяжелым течением COVID-19 снижается уровень гемоглобина — белка, переносящего кислород. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Hematology, Transfusion and Cell Therapy.
Появление и быстрое распространение в мире этого коронавируса вызвали у людей много вопросов, в том числе и к вирусологам: так чем же он отличается от вируса гриппа, к которому вроде все привыкли благодаря ежегодным эпидемиям? Оказалось, они во многом похожи — по крайней мере, они оба не превышают 120 нм, у обоих один тип генома — нуклеиновая кислота РНК, но вот некоторые отличия: у вируса гриппа она фрагментирована — состоит из нескольких отрезков, а у коронавируса цельная и очень большая. У вируса гриппа она определяет (кодирует) 10 белков — основной строительный материал вирусов, а у коронавирусов — только 5. Тем не менее один из них — гликопротеин (у вируса гриппа — гемагглютинин, у коронавируса — S белок), который находится на поверхности вириона с одинаковой функцией, он узнает место на клетке, где можно прикрепиться и вирусу впрыснуть затем в клетку свою РНК. И хотя снаружи у обоих вирусов видны шипики, но только из-за шипиков коронавирусов их так красиво назвали — коронавирусы. Грипп всеяден, наиболее часто он поражает птиц, особенно водоплавающих: уток, чаек, гусей, индюков, из животных — свиней, лошадей, даже китов, летучих мышей, но и, конечно, человека. Ну а коронавирус? Нужно отметить, что он не так разнообразен в своих аппетитах: олени, свиньи, лошади, крупный рогатый скот, кошки, летучие мыши, птицы и, увы, люди. Похоже, именно летучие мыши сыграли основную роль в появлении последнего коронавируса у человека. Хотя, не исключено, что сначала он попал к неизвестному хозяину, а потом — к человеку. Сопротивляемость людей к коронавирусу не такая сильная, как к вирусу гриппа — последнему каждый год приходится изменяться, чтобы заражать ежегодно людей, а вот как будет вести себя коронавирус, покажет время. Так, ранее циркулировавшие коронавирусы не давали сильного иммунитета у детей.
Из опубликованных данных на 17 апреля 2020 г. следует, что число заболевших COVID-19 в 213 странах составляет уже более 2 миллионов человек, более 135 000 случаев — с летальным исходом. Таким образом, третья попытка атаковать людей в 2019—2020 гг. была плачевной для людей и очень «успешной» c точки зрения коронавируса, и её результат значительно превосходит его деятельность в 2002 году и в период 2012—2018 гг.
Сравнение статистики от гриппа (смертность от которого за эпидемический сезон ежегодно составляет 500 000 человек в мире) и коронавируса показывает, что грипп всё же более опасная инфекция, однако инкубационный период у COVID-19 больший, что приводит к большему числу заражений и более быстрому распространению инфекции.
В заключение следует добавить, что не стоит ожидать от природы поблажек. Всё живое на нашей Земле развивается благодаря постоянной борьбе с теми или иными смертельно опасными коллизиями. Выживают наиболее приспособленные в каждой популяции существ. И человек, увы, не может быть выше этого общего закона, несмотря на всевозможные усилия медицины. Но, в отличие от животных, у человека существуют возможности по преобразованию самого себя, которые могут существенно повышать порог его выживания.
 

Литература
О коронавирусах
1. World Health Organization. Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) updates. 2012 September 23 to 2016; January 6. 2015. MERS therapeutics and vaccines workshop 30 November 2018: https://goo.gl/NAfKqv

2. Du L, He Y, Zhou Y, Liu S, Zheng BJ, Jiang S. The spike protein of SARS-CoV-a target for vaccine and therapeutic development. Nat Rev Microbiol. 2009; 7: 226—236: https://goo.gl/T2kyhu

О вирусе «табачной мозаики». Признание приоритета русского ученого Д. И. Ивановского в открытии вирусов, приведенное в письме голландского ученого М. В. Бейеринка
3. Beijerinck M.W. //Bemerkung zu dem Aufsatz von Herrn Iwanowsky-uber die Mosaikkrankheit der Tabakspflanze. (In German). Zentbl Bakt Parasit Kde. 1899; (Abt. I):310—311.

4. О. П. Жирнов, Г. П. Георгиев //Д. И. Ивановский ; первооткрыватель вирусов как новой формы биологической жизни:
Кордицепс однобокий:
5.
О возможности переноса биологических структур с помощью метеоритов
6. Компоненты ДНК: 7. Белок: 8. Космические водоросли: https://gizmod.ru/2013/01/24/kosmicheskie-vodorosli

О возможности переноса вирусов с помощью метеоритов
9. Hoyle F. Wickramasinghe N. C. Disease from space J.H/Dent/ London. 1979.
10. Hoyle F. Wickramasinghe N. C. The case for life as a cosmic phenomenon. Nature (London) 1986.227.509—511.

Об открытии вирусов и их свойствах
11. Руководство по вирусологии под редакцией академика РАН Д. К. Львова. Москва. 2013. Д. К. Львов. Введение в вирусологию, стр. 29.

Начало книги "Вирусы и мы": http://proza.ru/2020/08/18/1152