Как люди влияют на эволюцию возбудителя COVID-19, какие вакцины против нового коронавируса разрабатывают в России, и почему диагностических наборов пока на всех не хватает, рассказал вирусолог

Снимок вируса COVID-19, сделанный в Национальном институте аллергии и инфекционных заболеваний. США.  Фото ZUMA/ТАСС

Сергей Нетесов – заведующий лабораторией биотехнологии и вирусологии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета, с 1990 по 2007 был заместителем Генерального директора по научной работе ГНЦ вирусологии и биотехнологии «Вектор» (до 1994 – НПО «Вектор»). С 2007 года работает в Новосибирском государственном университете, первые восемь лет – проректором по научной работе, а с 2016 года – заведующий лабораторией бионанотехнологии, микробиологии и вирусологии.

«Ошибки» вируса запланированы природой

– В каком направлении будет мутировать SARS-CoV-2 в ближайшее время? Мы будем болеть легче или тяжелее?

– Мутируют все РНК-содержащие вирусы, а именно к ним относится SARS-CoV-2. Быстрее всех меняются вирусы гриппа и ВИЧ. Вирус так устроен, что его РНК-полимераза (фермент, размножающий РНК-геном) делает «ошибки».

Они как бы запланированы природой, потому что вирус не может существовать в неизменном виде. Если он не будет эволюционировать, все люди получат иммунитет к нему, и он исчезнет.

В мире секвенировали уже более 2200 изолятов SARS-CoV-2 (изолят – популяция вируса, выделенная из одного организма. – Прим. ред.). Есть как минимум две предполагаемые тенденции в эволюции SARS-CoV-2, которые сейчас проверяются.

Первая тенденция: коронавирус начинает легче передаваться от человека к человеку, но при этом теряет патогенность. Мы сами этому способствуем, когда изолируем тяжелобольных, а людей, болеющих бессимптомно, не замечаем, и они продолжают распространять свои непатогенные или слабопатогенные варианты.

Тем самым мы невольно «отбираем» те вирусы, которые менее опасны для человека, и позволяем им размножаться.

Вторая тенденция: часть вирусов не сбавляет патогенности. Такие разновидности попали в Италию и Испанию. Но профессиональных, четко доказывающих это научных публикаций пока нет. Проверить, насколько достоверно это предположение, можно лишь путем дальнейшего изучения изолятов вируса и сопоставления их генетических отличий с данными из медицинских карт пациентов.

С другой стороны, высокая летальность COVID-19 в Италии и Испании в значительной степени связана не только с увеличением патогенности коронавируса, но и со структурой населения (там очень много пожилых людей), а также с особенностями учета смертности в период этой пандемии.

– Почему в Италии, США и некоторых других странах происходили резкие скачки в динамике заболеваемости? Сначала пациентов с COVID-19 практически не было, а потом внезапно больницы переполнились. Это тоже связано с особенностями учета, или тест-системы были некачественными?

– Первоначально критерии для диагностики во всех странах были слишком узкими: температура 38 градусов, пневмония, прибытие из эндемичной страны. Никто не знал, что есть бессимптомные носители нового коронавируса. Далеко не сразу выяснилось, что их может быть больше 80%, и они являются основными распространителями инфекции. В результате в США один гражданин чуть ли не 200 человек заразил: ходил на работу, кашлял понемногу.

Только когда начали изучать все, без разбора, контакты тяжелобольных и обследовать людей, контактировавших с зараженными, началось более раннее выявление и бессимптомных носителей, и заболевших. Конечно, процент инфицированных сразу вырос.

Вырабатывать антиген прямо из вируса опасно для сотрудников

Сергей Викторович Нетесов. Фото YouTube.com

– Какие методы диагностики и тест-системы успели хорошо себя зарекомендовать? В чем преимущества ПЦР и ИФА?

– Пока трудно говорить о том, какие тест-системы зарекомендовали себя хорошо, а какие нет. Сравнительные испытания разных тест-систем начались совсем недавно. Но отметим, что разные маркеры инфекции требуют применения разных методов.

Тест ПЦР (полимеразная цепная реакция) нужен для точной диагностики заболевания, он основан на выявлении одного из компонентов вируса – вирусной нуклеиновой кислоты. Метод основан на умножении ее количества в сотни тысяч раз, и именно это умножение позволяет ее выявить, потому что исходная концентрация вируса в крови и в других пробах от зараженного очень маленькая.

Тесты ПЦР начинают разрабатывать сразу, как только выясняется нуклеотидная последовательность генома нового возбудителя.

И, конечно же, любой новый диагностический набор надо проверять. Некачественная тест-система может с какой-то вероятностью умножать, например, похожий участок человеческого генома и амплифицировать его вместо нуклеотидной последовательности генома вируса (амплификация – многократное  копирование/размножение участка ДНК или РНК. – Прим. ред.).

Поэтому сначала опытные разработчики выясняют, не «ловит» ли тест по ошибке человеческий геном. Потом проводится проверка теста на панели положительных и отрицательных сывороток от пациентов и здоровых людей, чтобы посмотреть, какие сигналы являются положительными, какие сомнительными, а какие отрицательными.

И только потом диагностический набор начинают проверять детально и официально регистрировать.

Для того, чтобы оценить, болел ли ранее человек той инфекцией, которую мы выявляем с помощью ПЦР, или нет, нужен другой тест – на выработанные в организме антитела. Этот тест проводится с помощью метода иммуноферментного анализа (ИФА).

Чтобы создать такую тест-систему, нужно сначала получить вирусный антиген (часть вируса, которая вызывает выработку антител. – Прим. ред.). Вырабатывать его прямо из вируса – дорого, медленно и даже опасно для сотрудников. Часто для этого изготавливают рекомбинантный бактериальный продуцент антигена (продуцент – организм, производящий органические вещества из неорганических. – Прим. ред.).

Получив антиген, его надо научиться сорбировать на специальные планшеты. И только потом появляется возможность с его помощью обнаруживать антитела в пробах.

В разработке тест ИФА сложнее, чем ПЦР, поэтому он всегда разрабатывается дольше. И его первые варианты дают результаты, которые могут оставлять некоторую неопределенность в наших знаниях: может быть, человек переболел COVID-19, а может быть, у него есть «перекрестные» антитела к старым, уже известным коронавирусам, реагирующие на антигены нового возбудителя.

Справка
Коронавирусы сейчас подразделяют на четыре рода: альфа, бета, гамма и дельта. Альфа- и бета-коронавирусы встречаются у людей и животных, а гамма и дельта – только у животных и птиц. SARS-CoV-2, который вызвал нынешнюю пандемию, относится к бета-коронавирусам. К этому же роду относятся SARS-CoV-1 и MERS-коронавирус.
SARS-CoV-1 вызвал вспышку атипичной пневмонии в 2002-2003 гг., при которой в 37 странах заболели 8000 человек, умерли 774 (летальность около 10%). MERS-коронавирус впервые выявлен в 2012 г., с тех пор до 2020 года заболели 2494 человека, из них 858 умерли (летальность 35%). Геном нового коронавируса имеет 79% сходство с первым и 50% сходство со вторым «родственником». Летальность SARS-CoV-2, в среднем, составляет 3,5%. Все три коронавируса пришли в человеческую популяцию от разных видов летучих мышей через промежуточных хозяев.

Вначале Роспотребнадзор взял тестирование на себя, но «мощностей» не хватило

Почему в России не закупают те технологии тестирования, которые уже проверены, а изобретают свои? Может быть, поэтому нельзя взять пробу на COVID-19 у всех желающих?

– А где покупать, и где они проверены? В США Управление по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило тест ИФА только в конце третьей недели марта. В Китае такой тест тоже был разработан совсем недавно.

В России Центр «Вектор» зарегистрировал свою тест-систему на антитела 10 апреля. С разработкой теста ПЦР мы тоже не отстали, хотя его методологию, возможно, было бы лучше получить у ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения), как это сделали многие страны.

Вопрос в том, кому производить и использовать эти тест-системы. К сожалению, вначале Роспотребнадзор взял на себя всю работу по выпуску диагностических наборов и анализу проб на коронавирус. А коммерческие компании от решения этих задач отстранил.

Вскоре выяснилось, что государственные организации не могут справиться с потоком: «мощностей» не хватает. Потому что результаты анализа нужно выдавать в течение суток, не позднее. Только тогда можно максимально ограничить распространение инфекции.

Теперь коммерческим компаниям разрешили самим разрабатывать и выпускать наборы для диагностики. Регистрирует эти наборы Росздравнадзор и другие компетентные организации.

За последние три недели, насколько я знаю, было зарегистрировано шесть коммерческих ПЦР-тест-систем, в дополнение к четырем государственным (из этих четырех три тест-системы выпускает подведомственный Роспотребнадзору центр «Вектор», а одну разработал Минздрав. – Прим. ред.). К концу второй декады апреля, думаю, спрос на рынке будет удовлетворен.

В Новосибирске, например, помимо «Вектора», есть две компании, которые уже поставляют свои тест-системы в организации Роспотребнадзора, больницы и диагностические лаборатории: «Вектор-Бест» и «Медико-биологический Союз».

Анализ проб вначале тоже проводили исключительно центры Роспотребнадзора, лишь недавно к работе присоединились такие компании как «Хеликс», «Гемотест», «Инвитро». Но пока их лаборатории по большей части выполняют заявки Роспотребнадзора. Заказы от индивидуальных потребителей эти и другие компании только начали принимать.

Справка
В России тестирование на коронавирус проводят 254 лаборатории, из них 18 частных, сообщила вице-премьер Татьяна Голикова.

В России испытывать вакцину на людях начнут в июне

В вирусологической лаборатории ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора. Фото Сергей Карпухин/ТАСС

– В СМИ сообщалось, что центр «Вектор» разрабатывает вакцину против коронавируса на шести технологических платформах. О чем идет речь?

– Я, конечно, проработал в «Векторе» 30 лет, но на такие вопросы лучше отвечать представителю научного центра «Вектор». Могу сказать лишь, что есть, как минимум, четыре типа вакцин, и у каждого из них имеются разновидности.

Существуют живые вакцины (например, против кори, полиомиелита, кори, краснухи). Есть инактивированные вакцины (как против клещевого энцефалита и гепатита А). Есть вакцины субъединичные, основанные не на цельном вирусе, а на каких-то его отдельных белках (например, некоторые вакцины против гриппа).

Есть вакцины рекомбинантные, которые тоже основаны на отдельных белках, но эти белки получают с помощью рекомбинантной технологии: это вакцины против гепатита В и папилломавирусов (антигены для них идентичны природным, но производятся в бактериях или дрожжах. – Прим. ред.).

Это только основные виды вакцин. В свою очередь, рекомбинантная вакцина может быть живой, основанной на нереплицирующемся (неспособном к самокопированию. – Прим. ред.) или реплицирующемся вирусе.

Она также может быть изготовлена на основе мРНК (матричная РНК –  содержит информацию об аминокислотной последовательности необходимого белка. – Прим. ред.), как вакцина против COVID-19, которую разрабатывает Национальный институт аллергических и инфекционных болезней США при участии фармацевтического гиганта MSD.

«Вектор» использует несколько разных методологических платформ для разработки вакцины, потому что пока неизвестно, какая из них окажется самой эффективной.

Читайте также:
Простые правила поведения, которые защитят от коронавируса 
Реаниматолог из Франции о том, как теряет коллег, о нетипичных осложнениях и родах с COVID-19
«Живем, как будто у каждого ветрянка»: 12 вопросов Денису Проценко, главврачу больницы в Коммунарке

– Многие лаборатории в мире работают над вакциной. Как вы думаете, кто первым добьется результата?

– В Китае и США испытания на людях были начаты 16 марта. Всем добровольцам уже сделали прививки, но теперь нужен, как минимум, месяц, а лучше три, для оценки безопасности вакцины и проверки, вырабатывают ли их организмы антитела к вирусу. После этого будет ясно, работает препарат, или нет, и сколько у него побочных эффектов.

Потом начнется вторая фаза клинических испытаний, когда будут проверять, защищает ли вакцина людей, находящихся в очаге инфекции.

Для этого, если говорить об американцах, нужно будет набрать добровольцев в Нью-Йорке и смотреть, заболеют они после прививки, или нет. Когда вакцина будет готова, думаю, в США компания MSD сможет в течение месяца развернуть производство сначала миллионов, а потом и десятков миллионов доз.

В России, как минимум, три организации ведут разработки вакцин против коронавирусов. Это центр «Вектор», НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи в Москве и Санкт-Петербургский НИИ вакцин и сывороток. «Вектор», судя по всему, начнет клинические испытания на людях в июне.

Карантинные меры «сплющат» пик заболеваемости

– Какие существуют способы остановить пандемию, кроме карантина?

– Карантин необходим жесткий. В Индии за нарушение карантина бьют палками. А у нас нужно хорошо отрегулировать все перемещения между регионами. Ведь у нас в Новосибирске, например, с десяток достоверно больных коронавирусом людей прилетели не из Европы и Китая, а из Москвы.

Поэтому целесообразно всех пассажиров, прибывающих из высокоэндемичных городов России, отправлять в пригородный санаторий для двухнедельной изоляции, и только после этого и проверки ПЦР-тестами возвращать людей к нормальной жизни.

И крайне целесообразно с помощью того же ПЦР-тестирования выявлять бессимптомных носителей и, с помощью теста на антитела, тех, кто уже имеет иммунитет к COVID-19, чтобы перекрыть пути распространения инфекции. Наконец, надо не прекращать разработку вакцин на случай, если мы не справимся просто с помощью карантина.

– Как долго будут продолжаться ограничительные меры?

– Зависит и от самих мер, и от их соблюдения. Если люди будут ходить друг к другу в гости и встречаться в общественных местах, то грош цена таким мерам. Это борьба, и она должна вестись не на бумаге. А это означает строгое соблюдение карантинных мер.

Россия находится в начале эпидемии, даже не в середине, потому что ежедневный прирост числа заболевших людей продолжает увеличиваться.

Цель карантинных мер – «сплющить» пик заболеваемости, чтобы больные не выстраивались в лежачую очередь в палаты интенсивной терапии, и чтобы на всех хватало аппаратов ИВЛ (искусственной вентиляции легких).