Репортаж из лаборатории молекулярной вирусологии НИИ гриппа в Санкт-Петербурге
Коронавирус размером около 100 нанометров (нанометр – одна миллионная миллиметра) спровоцировал панику во всем мире и подорвал глобальную экономику. Первыми в России геном SARS-CoV-2 секвенировали ученые из лаборатории молекулярной вирусологии НИИ гриппа в Санкт-Петербурге. «Умный город» побывал в лаборатории и попросил заведующего Андрея Комиссарова ответить на популярные вопросы о вирусе.
Правда ли, что коронавирус не страшнее гриппа?
Россия благодаря активности НИИ гриппа заняла второе место после Великобритании по генетическому надзору за гриппом в Европе. Но сейчас российские ученые бросили все силы на изучение новой инфекции, которая представляется опаснее.
– По сравнению с гриппом вирус SARS-CoV-2 малоизучен, и у нас нет вакцины от вызываемой им болезни COVID-19, – сказал Андрей Комиссаров. – Кроме того, настораживает большой процент летальности у пожилых. Если больной гриппом заражает одного-двух человек, то больной коронавирусом – двух-трех. Конечно, это не корь, где этот показатель достигает 10-12 человек, но тем не менее. SARS-CoV-2 передается не только воздушно-капельным путем, но и контактным – через физический контакт человека с человеком, например рукопожатие, или через прикосновение к поверхностям, на которых вирус может довольно долго сохраняться. Отсюда интернет-мемы типа «Вышел кролик на крыльцо и не трогает лицо».
Хорошая новость в том, что коронавирус значительно консервативнее, чем грипп. Он не так быстро мутирует, а значит, с ним будет проще бороться. Правда, не совсем понятно, каким образом SARS-CoV-2 приобретает способность заражать человека повторно. Хотя для сезонных коронавирусных инфекций это нормально: мы можем за один осенне-зимний период заболеть ими дважды.
Сейчас популярны рассуждения вроде «В начале 2020 года я болел непонятно чем – может, это и был коронавирус?»
– Из научного интереса мы перепроверили все поступившие нам образцы больных ОРВИ, которые при тесте на грипп в январе получили отрицательные результаты. Но ни одного случая заболевания COVID-19 до 1 февраля 2020 года мы не обнаружили.
Нужно ли вводить жесткий карантин?
– Это будет выходом. Сейчас в России число заболевших удваивается каждый третий день, и эту кривую можно сгладить только с помощью карантина. Пропускная способность больниц ограничена, они могут не справиться с растущим по экспоненте числом зараженных, что резко увеличит смертность. Италия сейчас вынужденно перевела медицину в режим военного времени: помощь в первую очередь оказывается тем, у кого больше шансов выжить. А в Китае жесткие меры дали результат.
По сути, китайский кейс – единственное, что у нас сейчас есть.
На одной чаше весов – экономика, на другой – человеческие жизни. В Средние века смерть тысяч стариков прошла бы незаметно, но с развитием цивилизации ценность человеческой жизни возрастает. Я не сторонник транслировать панику в массы, но врачи всегда должны готовиться к худшему сценарию, чтобы в итоге все было хорошо.
Есть ли надежда, что SARS-CoV-2 исчезнет сам собой?
– Все коронавирусы перешли к человеку от летучих мышей. У SARS-CoV-2 был предшественник – SARS-CoV. Он появился в 2002 году, но потом по неизвестной причине перестал выявляться. Возможно, так случится и с новым вирусом. Однако вероятнее второй сценарий: инфекция станет в один ряд с типичными сезонными заболеваниями.
Кстати, другой представитель этого семейства – коронавирус MERS-CoV вспыхнул в 2015 году и до сих пор представляет опасность. Он отличается большей летальностью, но менее заразен.
Как пациентов проверяют на COVID-19?
В России три зарегистрированные тест-системы, при этом во всем мире их уже около 300. Лаборатория НИИ гриппа проводит собственные тесты параллельно с учреждениями Роспотребнадзора, но не для диагностики, а в научных целях. Используется метод ПЦР – полимеразной цепной реакции.
– К нам поступают биоматериалы – как правило, мазки из носоглотки. В лаборатории клетки из этих образцов разрушают и выделяют из них нуклеиновые кислоты. Таким образом, в образце оказываются нуклеиновые кислоты человека, бактерий, живущих в носоглотке, а также вируса, если пациент заражен. Как проверить наличие вируса? В образец добавляется реагент, который находит характерный для вируса участок нуклеиновой кислоты и запускает процесс копирования, как ксерокс. Все образцы (до 96 штук одновременно) загружаются в специальный прибор, который отслеживает это «ксерокопирование» и составляет график. Те кривые, что взлетели, выдают зараженные образцы. Так можно обнаружить любой вирус, в том числе и SARS-CoV-2. Главное – правильно подобрать реагенты для теста.
Как был секвенирован геном коронавируса в России?
– Пишут, что мы герои, первые в России «расшифровали» геном… Хотя мы просто выполнили свою работу. Мы бы сделали это значительно раньше, но долгое время не могли получить образцы. Кстати, правильно говорить не «расшифровали», а «секвенировали», – Андрей Комиссаров приглашает в кабинет с надписью «Секвенаторная». – Мы использовали британские протоколы и портативный нанопоровый секвенатор производства Oxford Nanopore Technologies размером с ваш диктофон. Эта маленькая машинка протаскивает нуклеиновую кислоту через нанопоры, причем в зависимости от типа нуклеотида меняется электрический заряд. Так, нуклеотид за нуклеотидом, секвенатор читает последовательность генов, то есть буквально секвенирует геном.
В цифрах: секвенирование заняло два дня, из них два часа работал прибор, остальное время ушло на анализ данных; в геноме коронавируса 30 тысяч букв (в геноме человека, для сравнения, 3,3 миллиарда); стоимость реагентов для секвенирования – 200 тысяч рублей за один запуск прибора (это еще по-божески: на некоторых аппаратах в секвенаторной стоимость этой процедуры достигает 800 тысяч рублей, а со скачком доллара будет еще выше).
– Геном российского штамма сразу стал достоянием мировой научной общественности. А всего в мире секвенировано уже 1200 геномов SARS-CoV-2. Мы делимся друг с другом данными в режиме онлайн. Это важно и для создания вакцины, и для апгрейда тест-систем: вирус определяется по характерной для него последовательности нуклеотидов в определенном участке генома; если вдруг происходит мутация в этом участке, то тест становится неэффективным. Поэтому так важно проводить исследование вируса.
Мир уже не будет прежним?
– Мало кто говорит, но недавно в Бангладеш 7 человек погибли от вируса Нипах, летальность которого достигает 70%, – делится Андрей Комиссаров. – Этот вирус, к счастью, плохо передается от человека к человеку…
Вообще, вирусы стремятся преодолеть межвидовой барьер. Именно это и сделал SARS CoV-2.
Как это происходит, до сих пор неясно. Ученые, которые проводили эксперименты над вирусом птичьего гриппа и изменяли его таким образом, чтобы млекопитающие могли передавать его друг другу, чуть не поплатились карьерой. Хотя они пытались понять механизмы эволюции вируса и никаких законов не нарушили. Передовая наука часто не вписывается в действующее этическое пространство. Новый коронавирус некоторые тоже считают «биологическим оружием», по Сети ходит статья из Nature 2015 года о научном эксперименте с вирусом летучих мышей. На самом деле SARS CoV-2 по всем признакам природного, а не искусственного происхождения. Он на 96% совпадает с другим коронавирусом летучих мышей. Пандемия подчеркивает важность вирусологии и науки в целом. Я надеюсь, что человечество сделает выводы и станет более серьезно вкладываться в науку. Хотя, опять же, не факт: после вспышки гриппа A/H1N1 во всем мире в 2009 году ВОЗ рекомендовала всем странам разработать планы готовности к пандемии. Все страны отчитались, и Италия, вероятно, тоже. Но реальность показала другое.
***
В холодильниках при минус 80 в НИИ гриппа хранятся образцы от людей, зараженных разными вирусами. А под охраной, в запаянных ампулах, в специальных контейнерах, содержатся высушенные вирусы. Это часть Европейского вирусного архива (EVA).
– Почему вы решили заняться этой наукой? – спросили мы Андрея Комиссарова.
– Вирусы – это интересная форма существования материи, – улыбаясь, отвечает он. – Если клеточный организм решает свои задачи, используя большие ресурсы, то вирус умудряется очень компактно записать генетическую информацию и при этом подчинить себе гораздо более сложные организмы. Что мы сейчас, собственно, и наблюдаем.
Текст: Дмитрий Кочетков
Фото: Артем Ершов