КОРОНАВИРУС
Коронавирус
Нынешний коронавирус SARS-CoV2, вызывающий COVID-19, представлен лишь 30 тысячами структурных единиц, которые словно буквы алфавита составляют генетическую молекулу РНК. Расшифровать генетический код коронавируса и установить его мутации можно с помощью молекулярного теста, называемого геномным секвенированием.
РНК коронавируса кодирует 29 белковых молекул, наиболее важными из которых являются так называемые шиповидные белки. Они расположены на поверхности вируса в форме шипов, придавая ему характерный вид, напоминающий пресловутую корону.
Сами по себе вирусы весьма беззащитны. Они неспособны размножаться за пределами клеток. Они просто исчезают. Хотя вирусы зависимы, это довольно хитрые создания. Они проникают в наши клетки и используют наши ресурсы чтобы размножаться и заражать другие клетки. Это паразиты.
Важный вопрос – являются ли вирусы живыми существами. Скорее всего нет, но паразитируя, они способны успешно использовать свойства и ресурсы живых существ.
В 2003 году была полностью расшифрована структура генома, который представляет собой совокупность нашего генетического материала. Теперь известно, что геном человека состоит из трех миллиардов молекулярных единиц, разбросанных на сорока шести хромосомах. Последовательность этих генетических единиц определяет то, каким образом мы отличаемся друг от друга, а также от других живых существ на Земле. Как оказалось, за такие особенности отвечают лишь 2 процента нашего генома, а остальное – это непонятное сочетание молекул, лишенное, на первый взгляд, предназначения и смысла.
Недавно было установлено, что до 10 процентов таких "бессмысленных" участков генома человека представлено останками древних вирусов. Они когда-то встроились в генетическую структуру наших предков и таким образом дошли до сегодняшнего дня, генетически передаваясь из поколения в поколение. Нетрудно представить, что при определенных обстоятельствах встроенные в человеческий геном вирусы могут изменить свои генетические характеристики, ожить и вновь активизировать свои болезнетворные свойства. Поэтому необходимо всегда быть готовыми к будущим пандемическим угрозам
Коронавирусы – это широкое семейство вирусов, состоящее из более чем 300 разновидностей, большинство из которых безобидны для человека. Их впервые обнаружили в 1950-х годах, благодаря электронной микроскопии. Тогда и увидели многочисленные остроконечные щупальца на их поверхности, по которым эти микроорганизмы и получили свое название "коронавирусов".
Будучи молодым врачом, мне приходилось сталкиваться с коронавирусной инфекцией, которая чаще встречалась у детей, проявляясь безобидными воспалениями верхних дыхательных путей. Приблизительно четверть обычных простудных заболеваний с насморком и кашлем вызываются этими микроорганизмами. Однако в последнее время людям приходится сталкиваться с очень опасными коронавирусами. Они, как правило, являются пришельцами из животного мира.
Происхождение
С человечеством коронавирусы сосуществуют 55 миллионов лет, а на планете они присутствуют около 4 миллиардов лет. Идеальным резервуаром для них являются летучие мыши. Будучи, как и мы, позвоночными, они способны летать и невольно распространять коронавирусы. А последние в свою очередь склонны к быстрой мутации, то есть к генетическим изменениям. Результатом такого токсичного стечения обстоятельств становится то, что в природе периодически возникают разновидности коронавирусов, способных преодолевать межвидовой барьер и таким путем переходить к человеку. При этом они становятся очень агрессивными, вызывая болезнетворные проявления, зачастую с летальными исходами.
Однако вирусу невыгодно, чтобы организм-носитель погибал. Вместе с человеком погибнет и вирус. Поэтому в природе вируса - распространение на окружающих. Только так он может расширять сферу своего существования. Вирус – часть чужого генетического материала. Некоторые вирусы, внедрившиеся в наш геном, уже тысячелетиями мирно сосуществуют с человеком, из них около 10%– это остатки древних вирусов.
Для того, чтобы выжить в организме человека, такие вирусы должны мутировать. С этой целью они заимствуют некоторые фрагменты генетического материала у других видов коронавирусов, которые доселе мирно сосуществовали с нашим организмом. Таким путем возникает выносливая и смертоносная химера.
В современной истории это произошло 3 раза: во время эпидемии так называемой атипичной пневмонии SARS в 2003 году, эпидемии ближневосточного респираторного синдрома MERS в 2012 году и нынешней пандемии COVID-19. Первые две эпидемии были чрезвычайно агрессивными: тогда погибало соответственно 10 и 37 процентов заразившихся. Однако из-за того, что пациенты тяжело заболевали, их быстро госпитализировали, и они не успевали заражать других. Благодаря этому эпидемии SARS и MERS быстро угасли.
Сотни разновидностей коронавирусов изобилуют в организмах летучих мышей и других животных, ареалы которых безрассудно завоевываются человеком. Некоторые из диких видов коронавирусов способны перейти на человеческую популяцию и вызвать новую пандемию. Ученые считают, что это лишь вопрос времени.
Коронавирусы были впервые обнаружены в 1965 году, то есть полвека назад. Оказалось, что это семейство, состоящее из сотен разновидностей, из которых пока лишь семь могут оказаться болезнетворными для человека. Вызывая лишь легкую простуду, в основном у детей, они длительное время не привлекали серьезного внимания. Однако все изменилось в 2002 году, когда страны Юго-Восточной Азии поразила вспышка смертоносной инфекции, вызванной коронавирусом SARS.
Та вспышка привлекла серьезное внимание ученых, которые стали детально изучать биологию этого коронавируса. Теперь все знают, что он выглядит в виде микроскопической сферы с многочисленными шипами в виде короны. Из-за них коронавирус и получил свое пресловутое название. С помощью этих шипов, а точнее шиповидных белков, он вторгается в организм человека, вызывая болезнь. Если против этого шиповидного белка наша иммунная система будет вырабатывать антитела, то можно предотвратить инфекцию и остановить ее развитие.
На этом основан принцип вакцинации. Однако 20 лет назад во время эпидемии SARS ученые не успели создать коронавирусную вакцину. Страны Юго-Восточной Азии отделались карантином и лишь восемьюстами смертельными случаями.
Десять лет спустя, в 2012 году, коронавирусы проявили себя еще одной смертоносной вспышкой, названной тогда ближневосточным респираторным синдромом - MERS. Его источником оказались верблюды с Аравийского полуострова, и вспышка произошла в основном в Саудовской Аравии и Южной Корее. Тогда вновь отделались жестким карантином и относительно небольшим числом смертельных случаев.
Лишь через восемь лет после этого мир захлестнула нынешняя пандемия COVID-19, вызванная новой разновидностью коронавируса под названием SARS-CoV-2. Хотя он сопряжен с гораздо меньшей смертностью, чем его родственники SARS и MERS, нынешний коронавирус оказался чрезвычайно коварным, обладая способностью гораздо быстрее распространяться среди людей.
Почему такие явления участились в последние годы и как получилось, что нынешняя пандемия приобрела такие беспрецедентные масштабы?
Проблема того – в перенаселенности планеты, нашей жизнедеятельности, ведущей к нарушению природного баланса. Сегодня человек – доминантное существо на Земле. Строя дороги и жилища, мы бесцеремонно вторгаемся в заповедные обиталища диких животных. Из-за этого высока математическая вероятность того, что мы чаще будем сталкиваться с различными представителями животного мира, многие из которых являются носителями потенциально опасных вирусов.
Можно лишь предполагать, как мутированный коронавирус мог попасть на кожу или в пищу жителя китайского Уханя, блуждавшего по окрестностям города и, вероятно, спрятавшегося от дождя в пещере, населенной летучими мышами. Через свою слюну или экскременты они и передали мутированный вирус человеку, который распространил опасную инфекцию другим людям, вернувшись в густонаселенный город. Также распространенной гипотезой является то, что заражение произошло во время употребления летучих мышей в пищу. Вывод в любом случае таков, что человеку следует подальше держаться от этих потенциально опасных животных и стараться сохранять хрупкий природный баланс.
Коварство нынешнего коронавируса заключается в том, что он менее заразен, но более летален, чем сезонный грипп. С другой стороны, он менее летален, но более заразен чем коронавирусы, вызвавшие предыдущие эпидемии SARS и MERS. При всем этом он достаточно заразен и летален, чтобы вызвать нынешнюю беспрецедентную пандемию.
В сравнении со своими предшественниками нынешний коронавирус в 10 раз эффективнее связывается с так называемыми рецепторами ACE2, которые чаще встречаются у пожилых. Другим отличием является то, что он научился использовать человеческую молекулу фурин для того, чтобы быстро воспроизводиться в тканях легкого. Этим и объясняется его некоторая избирательность по отношению к пожилым, а также способность поражать преимущественно легочную ткань. К тому же с возрастом наша иммунная система теряет способность целенаправленно реагировать на вирусы, из-за чего беспорядочно направляет свои ресурсы против собственных клеток.
Глубокое понимание указанных механизмов поможет медикам создавать эффективные лекарства и вакцины. Однако опасность в том, место нынешнего коронавируса может занять другой, еще более заразный и летальный. Если в случае первой эпидемии коронавируса 2003 года инфекция распространилась из эпицентра за 2 месяца, то для нынешней пандемии на это понадобилось 2 недели, а для следующей – возможно, лишь пара дней. То есть нынешняя пандемия – это генеральная проверка на готовность человечества к потенциально еще более серьезным угрозам, а нам нужны универсальные лекарства и вакцины.
Мутации
Коронавирусы, в свою очередь, склонны к быстрой мутации, то есть к генетическим изменениям. Результатом такого токсичного стечения обстоятельств становится то, что в природе периодически возникают разновидности вирусов, способных преодолевать межвидовой барьер и таким путем переходить к человеку. При этом они становятся очень агрессивными, вызывая болезнетворные проявления, зачастую с летальными исходами.
Однако для того чтобы выжить в организме человека, такие вирусы должны мутировать. С этой целью они заимствуют некоторые фрагменты генетического материала у других видов коронавирусов, которые доселе мирно сосуществовали с нашим организмом. Таким путем возникает выносливая и смертоносная химера.
Сейчас много разговоров о том, что глобальное распространение нынешнего коронавируса – это результат утечки из лаборатории. Утечка болезнетворного штамма из лаборатории теоретически возможна, однако пока этому нет конкретных доказательств, есть лишь предположения. В любом случае я считаю, что пора объявить мораторий на любые лабораторные исследования, в которых допускается манипуляция с опасными штаммами вирусов.
Однако меня больше беспокоит появление опасных штаммов в результате естественной эволюции коронавирусов, которые по своей природе постоянно активно мутируют. Этому процессу может способствовать глобальное потепление. Распространение болезнетворных вирусов на человеческую популяцию может явиться результатом безрассудного наступления жизнедеятельности человека на ареалы обитания диких животных.
С данной точкой зрения согласны многие вирусологи и эволюционные биологи. Некоторые из них и ранее предупреждали о вероятности такого неблагоприятного стечения обстоятельств. Если человечество не предпримет радикальные меры по контролю климата и спасению природы, катаклизмы, подобные нынешней пандемии, скорее всего, будут повторяться, причем в ближайшем будущем.
Все дело в естественной эволюции, точнее, в природной революции. Наиболее совершенным биотеррористом является природа. Человек из-за своих деяний ускорил эволюцию, породившую вирусы, которые для него же и оказались смертельно опасными.
Ученые прогнозируют, что к концу нынешнего века ожидается повышение температуры во многих частях земного шара на полтора градуса. Температурные сдвиги приведут к тому, что будут мутировать и оживать опасные бактерии и вирусы, приводя к новым эпидемиям, пандемиям.
Деятельность человека, наш образ жизни сделали нынешнюю пандемию практически неизбежной. По мере того, как человеческая цивилизация бесцеремонно вторгается в окружающую природу – строя дороги, сельскохозяйственные фермы, заводы, горнодобывающие карьеры, мы разрушаем среду обитания диких животных, вынуждая их приближаться к человеку. Между тем около 70 процентов вирусов происходит от животных.
Результатом экономической деятельности человека становится изменение климата, ведущее к значительному увеличению вероятности заражения человека вирусами и бактериями, которые ранее были свойственными только диким животным.
Это и произошло с нынешним коронавирусом, который веками мирно обитал в организме летучих мышей. Так получилось, что эти животные являются идеальным инкубатором для коронавирусов, которые в условиях глобального потепления мутировали и стали агрессивными для человека.
В результате вторжения в среду обитания летучих мышей они вынуждены ближе сосуществовать с человеком. В китайском Ухане и произошел тот злополучный обмен вирусным материалом. Затем за счет интенсивных авиаперелетов он быстро распространился на все континенты, вызвав нынешнюю беспрецедентную пандемию.
Эволюция нашей планеты переживала геологические, биологические и климатические эпохи, исчислявшиеся миллионами лет и завершавшиеся катаклизмами, исчезновением целых биологических видов. Сегодня мы живем в новой эпохе под названием антропоцен (дословно – "эра человека").
Она исчисляется лишь десятилетиями, но успела проявить себя беспрецедентной деградацией окружающей среды. И все это из-за деятельности человека, продолжающего уничтожать природу, безрассудно истощая ее ресурсы, собственноручно создавая пандемии и другие катаклизмы, потенциально ведущие к самоуничтожению.
Поэтому вместо бесконтрольного вторжения в окружающую среду лучше изменить нашу жизнь и деятельность, сделав ее менее опасной для планеты, природы, а также для живого мира, к которому принадлежим и мы, люди.