Ученый: вирусы бросают вызов человечеству

Вирус SARS-CoV-2, или, как его называют в народе, уханьский коронавирус, доказал всему миру: мы каждый день ходим по краю пропасти и для нашей гибели не нужны ни огромные астероиды, ни ядерная война. Маски, которые мы видим на лицах людей, не защищают - они лишь подтверждают нашу беспомощность. О том, что мы вообще знаем о вирусах, TVNET поговорил с руководителем кафедры молекулярной биологии ЛУ, профессором Каспарсом Таром. 

Начнем с того, что Центр биомедицинских исследований, где Каспарс Тар является ведущим исследователем, вместе с другими учеными со всего мира участвует в разработке новой вакцины против коронавируса. Конкуренция огромная, и работа идет быстрыми темпами.

- Что мы знаем о вирусах - как они появились и можно ли считать их формой жизни?

- На самом деле на вопрос, как они появились, никто не может ответить, есть несколько теорий: например, что клетки на пути к регрессии отбросили несколько компонентов, ставших вирусами. Я думаю, что это неправильная теория. Вторая: клеточные компоненты приобрели дополнительные свойства и превратились в вирусы. До сих пор существует теория коэволюции, которая гласит, что вирусы были всегда - с зарождения жизни. Под жизнью мы имеем в виду, конечно, клетки.

Многие исследователи вирусов утверждают, что те не являются живыми. Однако я считаю, что они живы, потому что наиболее важной особенностью жизни является способность к размножению.

- Являются ли вирусы одной из древнейших форм жизни?

- Да, очень древней. Когда речь идет об эволюции, если мы говорим, что живы только клетки, тогда мы должны понимать, что они не могли появиться из ничего внезапно - до этого должно было быть что-то. Самой популярной является теория о том, что этим "что-то" была рибонуклеиновая кислота (РНК), которая могла быть информационным кодом, а также самостоятельно размножаться. Вполне возможно, что из РНК позже появились более сложные формы жизни, вирусы в том числе.

- То есть вирусы напрямую связаны с появлением жизни на планете?

- Да, очень вероятно, что самые первые вирусоподобные структуры возникли раньше клеток. Однако нет никаких оснований полагать, что все вирусы имеют одинаковое происхождение - некоторые из них могли появиться позже.

- Сколько вирусов мы носим?

- Если мы посчитаем все бактериофаги - вирусы, которые инфицируют только бактерии, и бактерии в желудочно-кишечном тракте, - то в среднем каждый человек может иметь около 400 триллионов (400 000 000 000 000) вирусов. Кроме того, около 8% человеческого генома состоит из древних вирусных фрагментов генома, которые были найдены там во времена наших предков. Но не думайте, что все вирусы опасны и вызывают болезни.

- Большинство мирно уживаются с растениями, животными, людьми?

- Целью вируса является не уничтожение, а, как и у любой другой формы жизни, - размножение, создание все новых и новых вирусов. Если человек сразу заболевает и умирает, вирусу трудно распространяться дальше. Другое дело, если человек с насморком ходит и заражает всех вокруг.

- Как появляются новые вирусы? 

- Они определенно не появляются из ниоткуда. Любой "новый" вирус cуществовал давно, но затем эволюционировал, трансформировался и, например, приобретал способность заражать новый организм.

При реплицирировании генома в новую копию появляется ошибка. Любой организм, в том числе и человек, развивается таким же образом.

В нашей генетической информации каждый раз, когда мы ее производим, появляется совсем небольшая часть ошибок - мутаций. Большая часть мутаций не приносят пользы организму или являются нейтральными, но существуют и такие мутации, которые помогают лучше адаптироваться к окружающей среде. Разница в том, что вирусы работают намного быстрее.

- Можно ли расшифровать "мышление" вирусов?

- Многие вирусы были подробно изучены, поэтому известно, как они попадают в клетки, как они выглядят и как воспроизводят свой генетический материал.

- Может ли быть так, что вирус живет миллионы лет, никому не причиняя вреда, и внезапно становится смертельно опасным?

- Это именно то, что происходит. Примером является новый коронавирус. Известны похожие вирусы, многие из которых заражают разных животных.

Иногда этого достаточно, чтобы вирус немного изменился, и он уже способен эффективно заражать другие виды - например, людей.

- Новый коронавирус SARS-CoV-2 сильнее всего поражает пожилых людей, но в свое время испанский грипп убивал именно молодых. Чем это объясняется?

- У пожилых людей иммунная система слабее и поэтому менее способна бороться с патогенами, и в данном случае это очень выражено. Если есть что-то позитивное в отношении нового вируса, так это то, что он не смертелен для детей. Аналогичным образом и люди в возрасте до 60 лет не имеют особых причин для беспокойства. Испанский грипп был исключением. Более 90% тех, кто умер в то время, были моложе 65 лет, а половина - в возрасте от 20 до 40 лет. Одно из объяснений - старшее поколение развило частичный иммунитет в 1889-1890 годах во время пандемии. Тем не менее, вероятно, это не было основной причиной, так как пандемия 1889-1890 годов была вызвана другим типом вируса гриппа. Более современное и правдоподобное объяснение состоит в том, что испанский грипп вызвал так называемый цитокиновый шторм у молодых и здоровых организмов. "Цитокиновый шторм" - это индукция чрезмерного иммунного ответа, который может стать фатальным для самого организма. В свою очередь, у маленьких детей и пожилых людей со слабой иммунной системой не образовалось "цитокиновой бури", и они выжили.

- Расскажите больше о коронавирусе.

- Коронавирусы - это не новые вирусы, весь мир полон ими. Некоторые из самых простых вирусов также являются коронавирусами. Я уверен, что у большинства из нас насморк хотя бы раз был вызван каким-нибудь коронавирусом. Однако теперь появился опасный коронавирус от животных. Известно, что его основным резервуаром являются летучие мыши, поскольку у этих животных обнаружены очень похожие вирусы.

Правда, коронавирусы до человека дошли не напрямую, а усилились через животных.

- Предполагается, что новый коронавирус произошел от ядовитых змей...

- Посредник еще не полностью определен, но это могут быть панголины - чешуйчатые млекопитающие. Китайцы используют этих животных в народной медицине. Обычно зоонозные вирусы животного происхождения плохо распространяются среди людей, потому что вирус используется для конкретного организма, но в этом случае все по-другому. Возникла очень "прилипчивая" инфекция, и ситуация серьезная. Новый коронавирус распространяется по воздуху в форме капель, а это самый опасный маршрут. Если другими вирусами вы не можете заразиться, просто прогуливаясь по улице, то этим - можете. Зараженный человек чихает, а вирус распространяется по воздуху на несколько метров. Все, что вам нужно сделать, это вдохнуть...

- Есть ли вероятность, что новый вирус мутирует и станет более опасным, чем сегодня?

- Согласно некоторым исследованиям, скорость мутаций коронавируса не так высока, как у многих других РНК-вирусов.

Однако риск, что коронавирус может измениться и стать более опасным, существует.

- Как остановить этот процесс?

- В настоящее время в клинике проходят испытания нескольких препаратов, и первые результаты ожидаются в ближайшее время.

Речь идет о лекарствах от других болезней, но они могут остановить и эту. Существует такой препарат Remdesivir, который активен против других коронавирусов. Первоначально он был создан для борьбы с вирусом Эбола, но было обнаружено, что он влияет и на ряд коронавирусов.

- Можете ли вы прогнозировать, будет ли и когда будет разработана вакцина против коронавируса SARS-2?

- Сроки прогнозировать сложно, но не исключаю, что вакцина появится относительно скоро. 

Под словом "скоро" я подразумеваю несколько лет. 

При нормальных обстоятельствах процесс разработки человеческих вакцин очень длительный, от десяти до пятнадцати лет, так как вакцины должны пройти множество этапов испытаний. С ветеринарными вакцинами намного проще. Существуют вакцины против других коронавирусов, но только для животных - домашних животных, коров, свиней. Даже для кур есть! Поэтому создать вакцину для людей точно можно. Другое дело, что при создании вакцины она вряд ли будет востребована, поскольку пандемия, скорее всего, закончится.

- Но вакцины против SARS и MERS нет, хотя с момента вспышки прошло много времени.

- Инфекция SARS быстро исчезла, поэтому спроса на вакцину не было, но многие кандидаты на вакцину MERS все еще находятся в стадии разработки.

- Куда пропадают смертельные вирусы,  могут ли они возродиться?

- У нас развиваем иммунитет к ним, но обычно не на всю жизнь. Возможно, что со временем они вернутся.

- Как распространение вирусов влияет на изменение климата и глобализацию?

- На глобализацию определенно оказывает влияние, поскольку вирусы теперь могут путешествовать самолетами - раньше они распространялись гораздо медленнее. Что касается изменения климата... Есть вирусы, которые по разным причинам чаще встречаются в тропиках. Например, лихорадка денге у нас не распространена, потому что она передается от вида комаров, которого у нас нет. Но если в нашей стране станет теплее, возможно, эти комары вместе с вирусом могут наведаться и к нам. 

Меня часто спрашивают, исчезнет ли новый коронавирус, с наступлением тепла? Никто на самом деле этого не знает.

Есть вероятность, что да, потому что иммунная система от холода слабеет. Также было доказано, что вирус гриппа не может долго выживать в окружающей среде летом. Но этот вирус никоим образом не связан с вирусом гриппа, хотя симптомы схожи. В то же время в Сингапуре распространяется коронавирус, хотя прохладного климата там нет.

- Вспышка коронавируса в Европе еще только набирает обороты?

- Да, очень вероятно, и это является проблемой. Молодые, здоровые люди меньше подвержены воздействию вируса, но в европейских странах высокий процент пожилых людей, людей с диабетом, людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями и высоким фактором риска.

- Почему все вирусы, которые когда-либо угрожали человечеству, чаще всего начинают свой разрушительный путь из Китая и Африки?

- Не все, но многие происходят из Китая и Юго-Восточной Азии.

Одна из возможных причин связана с плотностью населения, другая - с привычками людей есть что-то экзотическое.

- Какие технологии помогают обнаружить вирусы?

- Под обычным микроскопом можно увидеть только несколько основных вирусов. В электронном микроскопе можно увидеть любой вирус, но нас интересует высокое разрешение, которое позволяет нам видеть отдельные атомы в вирусе. Поэтому требуется криоэлектронная микроскопия с использованием замороженных образцов. Криоэлектронные микроскопы стоят миллионы, таких устройств у нас пока нет, но мы отправляем образцы в Чехию и анализируем их там. Другой метод, который мы используем, - это кристаллография: сначала из вирусов выращиваем кристаллы, затем облучаем их рентгеновским излучением и получаем так называемые дифракционные изображения, из которых можно дополнительно рассчитать структуру вирусов.