ПоделитьсяКоронавирус, который закрыл границы и притормозил мировую экономику — из хорошей семьи. Однако многие его скрытые свойства несколько преувеличены или интерпретируются неверно. Дискуссии на тему «лабораторного» происхождения возбудителя COVID—19 то и дело вспыхивают в Интернете.
Можно ли доказать или опровергнуть гипотезы о «побеге из пробирки», почему лечение плазмой переболевших эффективно, но опасно, и почему британские ученые штампуют геномы коронавируса со скоростью, не доступной россиянам, — «Фонтанке» рассказал заведующий лабораторией молекулярной вирусологии НИИ гриппа Андрей Комиссаров, где расшифровали геном нового коронавируса.
Поделиться— Как технически происходит исследование коронавируса в лабораториях? Удалось ли что-то новое выяснить по сравнению с тем, что было известно о нем, например, в январе?
— Используются все подходы, которые можно применить к вирусам. Это такие классические методы, как электронная микроскопия, выделение вируса на клеточных культурах и исследование его свойств. И технически более сложные методы: исследование генома коронавируса, его генетической изменчивости, секвенирование, то есть определение последовательности генома. Это то, что мы сделали в марте. Спустя некоторое время это сделали и другие исследователи из России.
Кроме того, ведутся прикладные исследования с целью получения вакцины. В настоящее время в списке ВОЗ числятся десять кандидатных вакцин, которые уже перешли в фазу клинических исследований, и 115 вакцин, которые проходят доклинические исследования. В этом списке есть вакцины, которые разрабатывает Санкт-Петербургский НИИ вакцин и сывороток, расположенный в Красном Селе, разработки «Биокада», ИЭМа, «Вектора», МГУ, также известно о разработках НИИ эпидемиологии и микробиологии имени
— Откуда берется живой штамм для таких исследований?
— Живой штамм коронавируса есть не у всех. Чтобы с ним работать, надо иметь санитарно-эпидемиологическое заключение на работу с патогенными биологическими агентами (ПБА) II группы. Такое разрешение есть у не очень большого количества лабораторий. Если разрешение имеется, вирус можно выделить из образца, полученного от зараженного коронавирусом пациента. Это достаточно простая процедура. НИИ гриппа не имеет разрешения на работу со второй группой патогенов, но с третьей и четвертой группой патогенности мы имеем право работать. Поэтому исследуем вирус молекулярными методами — работаем с нуклеиновыми кислотами, то есть с его составными частями, а не с живым вирусом.
— Что можно о нем сказать? Пишут, что в нем встроены фрагменты, похожие на ВИЧ, фрагменты коронавируса панголинов.
— Коронавирусы — это довольно большая группа вирусов, которые встречаются у многих млекопитающих. Основной их резервуар — летучие мыши. Также их можно обнаружить у обычных грызунов или у верблюдов, как вирус ближневосточного респираторного синдрома. В случае с коронавирусом SARS-CoV-2, возбудителем COVID-19, среди его предков называют коронавирусы летучих мышей и панголинов. Но у ученых все еще нет уверенности относительно его промежуточного хозяина в цепочке от летучей мыши к людям. Что же касается заявлений о том, что возбудитель COVID-19 похож на вирус иммунодефицита человека и имеет его «встроенные» фрагменты, можно сказать следующее. Приведу аналогию из литературы. Какого размера должен быть фрагмент текста, чтобы вы однозначно сказали, что это — заимствование из «Войны и мира», а не какого-нибудь другого произведения? Если фрагмент состоит из одного-единственного глагола, то как вы определите — слово «видел» взято из романа-эпопеи или из какого-то другого произведения? Вам нужна смысловая единица определенной длины, чтобы утверждать что-то наверняка. А когда вы дробите анализируемый объект на очень маленькие фрагменты, можно найти сходство с чем угодно. Исходя из того, что я знаю о геноме коронавируса, я не вижу никаких сходств с HIV, это абсолютно разные группы вирусов.
— А что вам удалось выяснить в результате вашей работы с геномом нового коронавируса?
— Мы находимся на этапе генерации данных. В России пока что получено довольно мало генетических данных по коронавирусу. В глобальной генетической базе данных сейчас содержится порядка 30 тысяч геномов нового коронавируса. Из них всего 207 штук — из России.
— Почему так мало?
— Мы стараемся делать больше, но для этого нужны усилия большого количества организаций. В работе по генерированию генетических данных возбудителя COVD-19 сегодня задействован наш НИИ гриппа, «Вектор», единичные данные есть от Института Физико-Химической биологии имени
— А почему британские ученые такие быстрые? У них аппаратура лучше?
— Это, скорее, финансово-организационный вопрос. Генерирование генетических данных — дорогостоящая процедура. Великобритания в принципе первая страна в Европе по генетической работе с вирусами. Например, данных по гриппу они генерируют больше всех. Мы — вторые по этому показателю после Великобритании. А по коронавирусу мы входим в список первых 12 стран.
— Сколько стоит отсеквенировать геном коронавируса?
— Один запуск оборудования, из которого мы получим 96 образцов, стоит около 500–600 тысяч рублей.
— Почему важно накопить этих геномов много?
— Уже те 207 геномов, которые секвенировали в России, приносят пользу человечеству. Но хотелось бы, чтобы у нас было как минимум столько же, сколько сделала Великобритания. Получить как можно больше таких данных важно, чтобы отследить изменения в мишенях, на которые срабатывают тест-системы для детекции коронавируса. Если вирус начинает мутировать в той части, на которую у вас нацелена тест-система, то тесты могут перестать определять наличие коронавируса у пациента. Поэтому все в мире внимательно следят за этим. Пока большая часть тест-систем работает неплохо.
— НИИ гриппа объявил о наборе добровольцев для клинических исследований вакцин против новой коронавирусной инфекции COVID-19. Как будет проходить эта работа?
— НИИ гриппа обладает большим опытом проведения клинических исследований вакцин. База добровольцев для проведения исследования вакцин против новой коронавирусной инфекции сейчас формируется. Сами протоколы исследований в настоящее время находятся в разработке.
— Американские ученые заявили, что нашли антитело, которое выводит коронавирус из организма за четыре дня. Можно радоваться, что лекарство найдено?
— Препараты на основе антител имеют только один большой недостаток — их цена очень высока. Например, существует много препаратов на основе антител против онкологических заболеваний. Технология их производства весьма дорогая. Представить себе массовое применение препарата на основе антител сложно по экономическим причинам. Сегодня экспериментально применяют переливание плазмы от переболевших коронавирусом как метод лечения. По сути это то же самое: переболевший человек выработал у себя антитела — иммуноглобулин класса G, эффективный против коронавируса. Вы берете у него плазму крови вместе со всем, что там есть, и все скопом переливаете пациенту, в надежде, что он получит антитела. Такое переливание несет некоторые риски — если плазму предварительно как следует не проверить, человека можно вылечить от коронавируса, но заразить гемоконтактными инфекциями. Хотя риск этого не очень высок, так как технологии проверки отработаны годами. А американские ученые получили «очищенное» антитело искусственным методом. Это дорого, но препарат чистый..
— Правда ли, что вирус мутирует очень быстро и чуть ли не у каждого нового хозяина обновляется?
— Смотря с чем сравнивать. Если с бактериями или с человеком, то, конечно, новый коронавирус мутирует очень быстро. Но если сравнивать с вирусом гриппа, то изменения в поверхностных белках вируса гриппа накапливаются значительно быстрее, чем в коронавирусе. Но при этом, попадая в каждого нового больного, коронавирус, действительно, может приобретать какие-то замены в геноме. Тем не менее считать его очень быстро мутирующим, наверное, не стоит.
— И поэтому с помощью анализа всегда можно восстановить цепочку заражения коронавирусом — кому и от кого он был передан?
— Да, но это не будет 100-процентное знание, а только гипотеза, которая будет верна с той или иной вероятностью. Так можно проследить географическое распространение коронавируса. Есть наглядные визуализации, доступные в Интернете для всех желающих. Например, Nextstrain. С их помощью можно увидеть, как новый коронавирус распространялся из Китая по данным генетического анализа. Допустим, в Санкт-Петербург первый изученный нами возбудитель COVID-19 попал в середине марта из Франции. В целом в нашем городе практически все случаи нового коронавируса, которые мы исследовали, имеют европейское происхождение и относятся к генетической группе G. Основных генетических групп сейчас выделено четыре: L, V, S и G, они отличаются мутациями и географией распространения.
— Для чего геномы важны, кроме проверки тест-систем?
— Для того, чтобы знать, на какую часть вируса нацеливать вакцину, нужно знать, какая из его частей наименее изменчива. Выяснив, как генетически вирус устроен, можно понять, как вирус меняется. Продолжая аналогию с текстом, вы узнаете, в какой части предложения у вас выше частота опечаток. Нацеливать вакцину туда, где «опечаток»-замен больше, не имеет смысла — вакцина может перестать работать. У коронавируса геном содержит 30 тысяч букв. И уже известно, на каких участках замена происходит реже. Кстати, это тоже любой желающий может посмотреть на сайте Nextstrain.
— То, что он такой длинный и большой, делает его более уязвимым? Человек может использовать это в борьбе с ним?
— Его РНК, действительно, большая, но все опять-таки познается в сравнении. Вирус папилломы человека или цитомегаловирус еще больше. А вирус гриппа — меньше. Размер генома не делает вирус более или менее уязвимым. Но у коронавируса есть ряд интересных изменений по сравнению с его собратьями, которые были известны науке раньше. Например, много внимания привлекает так называемый сайт расщепления в S-белке. Это белок, формирующий те самые «шипы», которые образуют его «корону». Коронавирусу, как и многим другим вирусам, чтобы проникнуть в клетку, нужно, чтобы этот S-белок расщепился. Тот участок, от которого зависит его расщепление, может быть устроен по-разному. У других коронавирусов он может расщепляться только в определенных клетках и при определенных условиях. А S-белок нового коронавируса может расщепляться в гораздо большем спектре условий, и поэтому ему легче атаковать клетки.
— Значит ли это, что достаточно очень малого количества вируса в атмосфере, чтобы произошло заражение?
— Нет. Это говорит о том, что новый коронавирус может эффективно размножаться в разных клетках организма. Именно это дает ему возможность размножаться в легких человека. Что же касается заражающей дозы, то сейчас пока нет определенного ответа на вопрос, как его генетические свойства сказываются на этом параметре.
— Можно ли по внешним признакам вируса определить, искусственно он создан или родился в природе? «Швы» бывают видны?
— Это сложная история. Когда обсуждается искусственное или естественное происхождение нового коронавируса, главный аргумент — это сравнение его с заведомо природными «родственниками» с помощью генетического анализа. То есть ученые выстраивают «генеалогическое древо» для вируса (строго научно оно называется филогенетическим). Вирус имеет естественное происхождение, если хорошо и логично располагается на таком «древе», имеет близких природных родственников (в нашем случае — это вирус летучих мышей, который похож на новый коронавирус на
— А насколько критичны оставшиеся
— Не критичны. Дело в том, что вирусы животных подробно изучают только в том случае, если они начинают поражать человека. Полнота наших знаний о коронавирусе, который распространяется среди людей, значительно больше, чем знания о вирусе, который циркулирует у летучих мышей. Данных по вирусам летучих мышей значительно меньше, чем по вирусам человека, поэтому возможные еще более близкие природные предки SARS-CoV-2 просто пока не найдены.
— А возбудителя нового коронавируса удалось выделить из популяции животных? Считается, что, если его не удается выделить из популяции, могут возникнуть сомнения в его происхождении.
— Грипп 2009 года, предположительно, возник в свиньях и начал распространяться среди людей. Но ту самую первую свинью, в которой он предположительно возник, и тот самый первый вирус найти было затруднительно. При этом никто не ставит под сомнение природное происхождение свиного гриппа. Вопрос, насколько генно-инженерные методы создания вирусов оставляют следы, очень сложный. Технологий существует много. Я склоняюсь к тому, что новый коронавирус имеет природное происхождение. Но искусственное происхождение вируса и не сбежал ли он из лаборатории — это два разных вопроса. Гипотезу «побега» тоже обсуждают. Но это вопрос уже не вирусологический, доказать или опровергнуть «бегство» научными методами вряд ли возможно, это уже в большей степени вопрос следственный...
— Есть информация, что доктор Ши Чжэнли из уханьской лаборатории совершала некие манипуляции с коронавирусом летучих мышей, у нее даже публикации есть на этот счет. Она не причастна к новому коронавирусу?
— Мне сложно представить себе, как такое можно доказать или опровергнуть. Есть публикации, в том числе научной группы Ши Чжэнли. Они вводили в коронавирусы некие мутации, которых раньше у коронавирусов не было, и смотрели, к чему это приведет. Довольно стандартная практика, такое делают на многих вирусах, чтобы понять, как работают их молекулярные механизмы. Это называется эксперименты с приобретением функции (gain-of-function experiments). Но новый коронавирус, пандемию которого мы переживаем, не похож на те коронавирусы, которые описаны в статьях доктора Ши и ее научной группы. Недавно вышла научная публикация о том, что сайт расщепления S-белка, как у нового коронавируса, обнаружен у некоторых природных коронавирусов летучих мышей (например, у коронавируса RmYN02). Это тоже говорит в пользу его естественного происхождения.
— А так ли нам важно знать, лабораторный этот новый коронавирус или нет, с точки зрения вирусологии? С точки зрения политики понятно — на Китай все могут обидеться еще больше и санкции наложить.
— Если кто-то внезапно докажет, что новый коронавирус имеет искусственное происхождение, это нанесет очень серьезный ущерб свободе научных экспериментов. Это единственный аспект, на который такое доказательство может повлиять с точки зрения вирусологии. Эксперименты с приобретением функций применительно к вирусам давно вызывают неоднозначное отношение в обществе. В ряде стран их время от времени пытаются запретить, отказывают в финансировании. Если общественное мнение склонится в пользу искусственности нового коронавируса — причем не важно, насколько обоснованным будет такое мнение, — то это нанесет вред науке. Но я рассуждаю как ученый. Может быть, с точки зрения некоторой части общества, наоборот, было бы хорошо приструнить этих очкариков, чтобы они в своих лабораториях не занимались не пойми чем.
— Можно ли исходя из имеющихся знаний о строении и свойствах коронавируса прогнозировать его дальнейшее поведение? Пойдет ли он по пути гриппа, который каждый сезон приходит к нам обновленным, или окажется, как корь, — неизменным?
— Сезонные коронавирусы человека существуют уже довольно давно. Можно предложить, что когда-то, прежде чем стать сезонными, они тоже могли вызывать пандемии, которые не провоцировали такого глобального резонанса, как сейчас, так как люди вообще не понимали, с чем имеют дело. Вполне допустимой выглядит гипотеза, что новый коронавирус будет возвращаться к нам снова и снова каждый эпидсезон — в зависимости от успешности вакцинаций. Но он мутирует не так быстро, как грипп, поэтому есть надежда, что его ждет печальный конец, как только вакцина будет создана и начнет широко применяться.
Венера Галеева, «Фонтанка.ру»
