Мышь, панголин, лаборатория: ученые не могут понять, откуда взялся коронавирус

На прошлой неделе ВОЗ объявила, что в ближайшее время в Китай отправится группа экспертов, задача которых — помочь ученым этой страны установить природный очаг нового коронавируса, унесшего более 580 тысяч жизней по всему миру. Об этом пишет BBC.

Фото: Shutterstock

Делается это не для того, чтобы отыскать виновных в разразившейся глобальной эпидемии. Цель научной экспедиции куда более прагматична: ВОЗ, как и все международное сообщество, хочет избежать повторения подобных чрезвычайных ситуаций в будущем.

В 2004 году ученым уже удалось предотвратить повторную эпидемию «атипичной пневмонии» SARS — именно благодаря тому, что после первой вспышки эксперты установили происхождение инфекции, отследили ее путь до природного очага. Поэтому, как только вирус снова начал гулять среди людей, его смогли оперативно обезвредить.

Сейчас ученые прилагают все усилия, чтобы повторить этот успех с новым коронавирусом, хотя на этот раз казалось бы идентичная задача обернулась на практике настоящей головоломкой, которая уже не раз заводила следователей в тупик.

Несмотря на значительное сходство двух вирусов, SARS-CoV-2 оказался куда более крепким орешком, чем его предшественник, и разгадать загадку его происхождения будет непросто.

Однако опыт прошлых эпидемий подсказывает ученым, в каком направлении нужно вести работу. Да и новый коронавирус, у которого еще полгода назад не было даже названия, успели изучить — пусть и слабо, но все же достаточно для того, чтобы надеяться на успех.

Поди туда не знаю куда

Чтобы не допустить повторения эпидемии, ученым нужно как можно более точно ответить на два вопроса.

Во-первых, откуда именно (из какого «природного резервуара» пришла новая инфекция)? То есть, какие животные в дикой природе носят в себе вирус, потенциально угрожающий очередной глобальной эпидемией.

Во-вторых, как именно этот вирус, еще недавно поражавший исключительно животных, «преодолел межвидовой барьер» — то есть приобрел способность переходить от человека к человеку. Нужно понять, какая мутация стала причиной этого изменения и насколько вероятно, что это произойдет снова.

По теме: Второй раунд помощи в связи с коронавирусом: кто и сколько может получить

«Одно дело когда какой-то вирус передается между людьми: у нас одинаковая иммунная система, такая же анатомия, очень похожие гены, — объясняет Самар Мета, один из ведущих экспертов лаборатории вычислительной биологии Sabeti Lab при Гарвардском университете. — Но чтобы перейти к человеку от животного, вирус должен преодолеть значительно более высокий «эволюционный барьер», то есть очень сильно измениться. Поэтому такое и происходит настолько редко».

Sabeti Lab ученые называют мировым центром вирусной генетики. За последние десятилетия эксперты этой лаборатории расшифровали генетический код и установили происхождение нескольких опасных патогенов, в том числе вирусов Зика и Эбола. В результате обе эти инфекции ученым удалось фактически обуздать: сейчас, если где-то начинается вспышка вирусной лихорадки, ее обычно удается относительно быстро погасить — не дав перерасти в полномасштабную эпидемию.

«У каждого вируса свой геном — специфическая последовательность ДНК или РНК. Она совершенно уникальна — настолько, что ее можно сравнить с отпечатком пальца», — объясняет доктор Мета принцип работы «вирусных детективов».

«При каждом новом заражении геном вируса немного изменяется. Совсем чуть-чуть, буквально на доли процента, но это позволяет установить между двумя инфицированными связь, — продолжает эксперт. — И если мои отпечатки пальцев и отпечатки моего брата не имеют между собой ничего общего, то мой вирус и вирус моего соседа будут практически идентичны».

Геном SARC-CoV-2 — это длинная последовательность РНК, состоящая примерно из 30 тысяч букв (нуклеотидов), идущих друг за другом в строгом порядке. А значит, при сборке каждой новой копии у вируса есть 30 тысяч возможностей ошибиться случайно заменив одну букву другой.

Если такая ошибка произошла, но вирус не потерял способность размножаться, новая последовательность РНК будет воспроизводиться снова и снова, пока вновь не ошибется при сборке уже в каком-то другом месте.

Благодаря этому генетики могут довольно точно восстановить цепочку, по которой передавалась инфекция — определить, кто из пациентов кого заразил и в каком порядке. А следовательно, и понять, кто был самым первым заболевшим — так называемым нулевым пациентом, положившим начало всей эпидемии.

Найдя его, можно будет отыскать и животное, от которого он заразился.

Большие надежды

Именно по этому пути пошли китайские ученые, когда поняли, что в Ухане произошла вспышка непонятной болезни, вызванная новым вирусом.

Они собрали у всех имеющихся на тот момент пациентов образцы генетического материала, расшифровали их и начали сравнивать друг с другом, располагая их в порядке расхождения вирусного генома.

В результате выстроилось несколько длинных разветвленных цепочек, показывающих путь передачи инфекции.

«Это так называемое филогенетическое дерево вируса. Оно показывает, в каком порядке происходили основные мутации», — объясняет Алина Чан, профессор Института Броуда, совместного центра генетических исследований Гарварда и MIT.

«На схеме видно, как от одной вариации генома отделяется другая, потом из нее вырастает следующая ветвь — и так далее, — продолжает она. — Фактически это наглядное изображение эволюции вируса».

Профессор Чан — один из авторов нашумевшей статьи о происхождении SARS-CoV-2, где утверждается, что генетически новый коронавирус отлично приспособлен к передаче от человека к человеку. А значит, нынешняя эпидемия может быть далеко не последней (если в дикой природе у вируса объявятся неизвестные нам пока что близкие родственники).

По теме: Хронический COVID-19: почему симптомы коронавируса могут проявляться месяцами

По ее мнению, это совсем не исключено. Откуда появился вирус, мы пока так и не знаем. Свести цепочки заражений в Ухане к одной точке, из которой началось распространение инфекции, у генетиков не получилось.

Таких «начальных точек» (никак не связанных между собой) оказалось целых пять.

Родственные связи

Хотя обнаружить Нулевого пациента не удалось, ученые не теряют надежды установить природный очаг инфекции другим способом.

Еще в начале января, как только китайские ученые расшифровали РНК возбудителя неизвестного заболевания (на тот момент у него еще даже не было названия) и сравнили полученный результат с базой данных, стало понятно: он почти на 80% совпадает с геномом SARS — того самого вируса, что дважды вызывал вспышки «атипичной пневмонии» в 2002-2004 гг.

Чтобы найти источник первого SARS, эпидемиологам понадобилось почти полгода, рассказывает Алина Чан. Точно так же, дойдя по цепочке до первых зараженных, ученые выяснили, что сразу несколько из них посещали местный рынок, где продавали диких животных, и поняли, что вероятнее всего источник инфекции находится именно там.

Тестирование на рынке заняло не один месяц. Генетикам пришлось проверять всех животных, которые потенциально могли быть промежуточными переносчиками инфекции. В мае 2003 года их усилия увенчались успехом: идентичный вирус был найден в организме гималайских цивет.

«Когда в конце 2003 года случилась повторная вспышка SARS, ученые уже примерно представляли, где искать виновных, — продолжает профессор Чан. — Узнав, что одна из первых пациенток работала официанткой, эпидемиологи сразу же направились в ресторан, где она работала. Там они обнаружили цивет, проверили их на вирус — и анализ дал положительный результат».

В конечном итоге все расследование было окончено за несколько недель, и масштабную эпидемию удалось предотвратить.

«Проведенный позже генетический анализ подтвердил, что вторая вспышка не была отголоском первой, — уточняет Алина Чан. — За год с небольшим вирус действительно по меньшей мере дважды преодолел межвидовой барьер».

Ложный след

Узнав, что нынешний уханьский коронавирус — близкий родственник SARS, ученые поняли: искать его прародителя тоже нужно на местных рынках диких животных. Но кого тестировать на этот раз — неужели снова цивет?

Ближайшим генетическим родственником SARS-CoV-2, найденным все в той же базе данных, оказался вирус RATG13, обнаруженный в 2013 году у летучих мышей в провинции Юньнань. Геномы двух вирусов совпали на 96,2%.

Это не стало для ученых неожиданностью. Еще в 2007 году был опубликован обзор научных работ, где говорилось, что в природе существует постоянный «резервуар» вирусов, родственных SARS (чаще всего их переносят именно летучие мыши).

Авторы статьи предупреждали: высока вероятность того, что вирус станет представлять опасность и для людей. То есть — нужно готовиться к новой эпидемии.

Однако на этот раз работа на уханьском рынке застопорилась. К удивлению генетиков, все найденные ими у рыночных животных образцы оказались более далекими родственниками нового коронавируса, чем тот, что был обнаружен шесть с лишним лет назад в тысяче километров от него.

Чуть позже выяснилась еще одна неожиданная подробность: из пяти подтвержденных первых случаев заражения (тех самых «первых пациентов») связать с Уханьским рынком удалось только один. Получается, что остальные четверо подхватили инфекцию в других, а может, даже в разных местах.

Так или иначе, основная версия ученых о происхождении вируса не подтвердилась. Ведущий на рынок след оказался ложным.

«Проблема с COVID-19 заключается именно в том, что мы до сих пор так и не нашли в организме ни одного животного такую версию SARS-CoV-2, которая бы позволяла предположить, что люди заразились этим вирусом от животных, — разводит руками профессор Чан. — Пока что, наоборот, все животные, у которых был обнаружен SARS-CoV-2, получили его от людей».

Удивительный гибрид

Судя по всему, на уханьском рынке произошел лишь первый случай массового заражения новым вирусом. Как он туда попал, а также где и как долго скрывался до этого, по-прежнему остается загадкой.

Ученые Университетского колледжа Лондона подсчитали: на то, чтобы геномы SARS-CoV-2 и его ближайшего родственника RATG13 разошлись от общего предка на не совпадающие 4% путем одних мутаций, потребовалось бы примерно 50 лет естественной эволюции.

По мнению ученых, это очень маловероятно. Скорее всего, новый коронавирус получил эту часть своего генома обменявшись фрагментами РНК с другим вирусом в теле какого-то промежуточного хозяина.

По теме: Ученый: бессимптомного COVID-19 не существует, а коронавирус — обычное сезонное заболевание

Рекомбинация двух вирусов внутри одного организма — явление относительно редкое, но довольно неплохо изученное. За счет этого феномена, судя по всему, преодолел межвидовой барьер и первый SARS, позаимствовав часть своего генома у вируса гималайских цивет.

Промежуточным хозяином SARS-CoV-2 долго считали панголина — у этих животных ранее был обнаружен вирус, частично схожий с «недостающим» фрагментом. Предполагалось, что SARS-CoV-2 получил от него свое главное оружие — шиповидный белок, который делает вирус заразным, позволяя проникать в наши клетки.

Хотя, возможно, все как раз наоборот — и шиповидный белок достался панголинам от предка нынешнего коронавируса.

Ни одну из этих версий нельзя исключить полностью. Возможно, со временем ученые будут иметь и другие теории. По словам Алины Чан, с уверенностью о новом коронавирусе можно сказать только одно: генетически он отлично приспособлен к тому, чтобы легко передаваться от человека к человеку.

«Однако в настоящий момент у нас нет достаточных свидетельств в пользу ни одного конкретного сценария адаптации SARS-CoV-2, — подчеркивает она. — И непонятно, когда такие свидетельства будут найдены».

Самар Мета убежден, что рано или поздно ученым удастся найти ответы на поставленные вопросы. Главное не бросать поиски, иначе повторение эпидемии неизбежно.

Так же считает и Алина Чан. По ее словам, все конспирологические версии происхождения вируса давно опровергнуты учеными, но многие, зарабатывая политические очки, продолжают использовать их в своих целях.

«Учёные всего мира работают не покладая рук. Они пытаются понять биологию и эпидемиологию вируса, разрабатывают варианты лечения, вакцины. То есть в целом делают всё, чтобы предсказать возможное развитие пандемии и в конечном итоге справиться с ней. Никогда ещё научное сообщество не было настолько единым перед лицом общей проблемы. Но вопрос о происхождении SARS-CoV-2 стал настолько политизированным, что люди забыли о настоящей цели: ответ на него нужен в первую очередь для того, чтобы не допустить новых вспышек коронавируса в будущем», — резюмирует профессор Чан.

Читайте также на ForumDaily:

Второй раунд помощи в связи с коронавирусом: кто и сколько может получить

Хронический COVID-19: почему симптомы коронавируса могут проявляться месяцами

Ученый: бессимптомного COVID-19 не существует, а коронавирус — обычное сезонное заболевание

Даже при легкой форме COVID-19 может поражать мозг: что нужно знать

13 мест, которые врачи не рекомендуют посещать во время пандемии

Хотите больше важных и интересных новостей о жизни в США и иммиграции в Америку? — Поддержите нас донатом! А еще подписывайтесь на нашу страницу в Facebook. Выбирайте опцию «Приоритет в показе» —  и читайте нас первыми. Кроме того, не забудьте оформить подписку на наш канал в Telegram  и в Instagram— там много интересного. И присоединяйтесь к тысячам читателей ForumDaily New York — там вас ждет масса интересной и позитивной информации о жизни в мегаполисе.