Микробиолог: Вирусы получили идеальные условия для распространения
Глядя на все, что происходит вокруг этого вируса, у многих складывается мнение, что наука оказалась не готова к его появлению. Он выпрыгнул как черт из табакерки. В многочисленных телепередачах, в интернете звучат самые разные противоречивые мнения о его природе, опасности, распространении. Ваш комментарий?
Константин Северинов: Я бы не согласился с утверждением, что наука оказалась не готова. Эпидемия еще только набирала силу, а учеными уже был выявлен агент, который вызывает эту болезнь. На основании РНК вируса разработаны тесты для его выявления. Мы имеем дело с новым агентом, поэтому нужно время, чтобы его изучить, понять, как он взаимодействуют со своим хозяином, с человеком, как мы отвечаем на него. Для этого требуются серьезные исследования, многочисленные эксперименты. Наивно думать, что можно управиться за месяц. У нас есть пример - вирус СПИДА, который был выявлен в 1984 году. Понадобилось четыре года, чтобы появились первые лекарства. И только в начале этого века болезнь стала контролируемой.
В условиях пандемии, когда ей всего несколько месяцев, мы знаем о коронавирусе недостаточно. Во всем мире идет научный поиск, выдвигаются различные гипотезы, почти всегда неправильные, но постепенно появляется свет в конце туннеля. И это в науке нормальная ситуация. Есть уверенность, что только наука путем проб и ошибок сможет победить эпидемию или взять ее под контроль.
Как известно, за многие вирусы мы должны "благодарить" животных, в том числе и нынешний с большой вероятностью получен от летучих мышей. Но вот ученые из США заявили, что в появлении новых вирусов виноваты вовсе не животные, а сам человек, который нещадно эксплуатирует природу. Резко сокращается, а главное меняется ареал существования диких животных. Это может вызывать у них появление новых вирусов. А человек активно внедряется в природу, у него все больше контактов с фауной, а значит, растет вероятность передачи ему вирусов. Словом, что посеешь, то и пожнешь.
Константин Северинов: С этим утверждением трудно спорить. Вопрос в том, основан ли этот вывод на каких-то серьезных исследованиях или это общее соображение. Ведь давно известно, что многие вирусы переданы нам животными. Это происходило, уже когда древний человек их одомашнивал, когда стал заниматься охотой. Число его контактов с фауной из века в век росло, и вирусы передавались людям. Но принципиально важно, что эти болезни человека были локальными, не распространялись дальше небольшого региона, где жили заразившиеся. Там развивалась микроэпидемия, но потом она затухала. Сейчас картина принципиально иная. За какие-то сто лет мир кардинально изменился. Глобализация, гигантские перетоки людей, резкий рост числа контактов. Можно сказать, что вирусы сегодня получили почти идеальные условия для распространения.
Какой урок вынесет человечество из сложившейся в мире экстремальной ситуации? Как изменятся общество и экономика? И что делать науке? Как отвечать на такие страшные для всех нас вызовы? Есть мнение, что главная ее задача - уже сейчас готовиться к новым вирусам. Выявлять и оценивать их патогенность. И такой метод в портфеле науки, к счастью, уже есть - высокопроизводительное секвенирование. В чем суть этого "спасителя"?
Константин Северинов: Мы говорили о том, была ли готова наука к встрече с коронавирусом. Так вот он выявлен с помощью именно этой технологии. В чем ее суть? На исследование берется кровь человека, в ней изучаются последовательности ДНК или РНК. Ожидается, что они будут принадлежать только данному человеку. Но если он чем-то болен, могут попадаться и другие ДНК, "чужие". Высокопроизводительное секвенирование делает такой анализ очень быстро, что позволяет в краткие сроки выявлять неизвестные ДНК и делать предположения об агенте, вызвавшем заболевание.
Но можно ли было таким способом заранее выявить коронавирус COVID-19? Вообще искать неизвестные вирусы, чтобы подготовиться к встрече с ними? Предположим, вы выявили у человека какую-то неизвестную ДНК, но кому она принадлежит? Опасному вирусу или нет? Никто не скажет заранее. Поэтому надо вначале иметь много пациентов, страдающих каким-то заболеванием, а уже потом диагноз ассоциировать с неизвестной ДНК. По-другому вряд ли получится.
Но говорят, что существует около 300 тысяч вирусов, из них науке пока известен один процент. Среди этого вирусного океана предлагается искать аналоги уже известных вирусов и таким способом пытаться предсказывать новые возбудители. А высокопроизводительное секвенирование позволит во много раз ускорить этот перебор.
Константин Северинов: Не получится. Например, в геноме COVID-19 по последовательности ДНК невозможно заранее предсказать, что этот вирус будет опасным. Тем более что вызовет эпидемию. Можно вспомнить "испанку", которая унесла миллионы жизней. Когда сравнили тысячи последовательностей ДНК этого вируса и нашего гриппа, оказалось, что в них произошло всего 3-4 замены. Кто может заранее сказать, что именно эти 3-4 замены способны привести к миллионам жертв?
Ученые МГУ объявили, что намерены заняться поиском лекарств прямого действия, моделируя их на суперкомпьютере "Ломоносов". Но такие попытки делались давно, скажем, в 2003 году, когда люди стали умирать от атипичной пневмонии, но лекарство так и не появилось. Может, это невозможно в принципе?
Константин Северинов: Хотя суперкомпьютеры серьезно облегчают и ускоряют поиск, но все равно на разработку и внедрение в медицину новых препаратов нужно около десяти лет, многие миллиарды долларов и удача. Ведь суперкомпьютер ищет среди уже известных веществ, но это малая доля из существующих на планете. Многие лекарства растительного происхождения, их нашли случайно. Кстати, недавно ученый из Китая получила Нобелевскую премию за создание лекарства от малярии, которое она открыла во многом благодаря случаю. Так что удача здесь необходима, и даже суперкомпьютеру. А почему до сих пор не создано лекарство против атипичной пневмонии? Его никто особенно и не пытался создавать. Ведь болезнь появилась в 2003 году, а в 2004 году сама по себе исчезла. В такой ситуации никто на разработку миллиардов не даст.
Наш известный врач, который не сходит с экрана телевизора, неоднократно заявлял, что коронавирус COVID-19 не так опасен, что на самом деле мы всего в одной мутации от действительно страшной эпидемии, которая, как "испанка", унесет миллионы жизней. Речь о птичьем гриппе, летальность которого во много раз выше, чем у коронавируса. К счастью, пока этот вирус передается только от животного к человеку, поэтому широко не распространяется и не грозит эпидемиями. Но достаточно одной мутации, которая откроет возможность для передачи возбудителя от человека к человеку, и картина кардинально изменится. Неужели действительно мы в одном шаге от глобальной катастрофы?
Константин Северинов: Мягко говоря, эти слухи сильно преувеличены. Мир вирусов очень сложен. Здесь свои законы и отношения, жесточайшая конкуренция. Что такое эффективность вируса? С одной стороны - это летальность, с другой - скорость передачи от одного к другому. Эти два свойства совсем необязательно связаны между собой. Можно иметь высокую летальность, но плохо передаваться. Более того, как правило, если вирус эффективно убивает, он плохо передается. Этот врач говорит об одной "страшной" мутации или комбинации мутаций. Но никто не знает, какая должна быть эта комбинация, чтобы она повысила эффективность вируса. Вариантов множество. И, наконец, не понятно, почему этот "убийца", даже если он все же появится, должен победить в конкуренции с другими вирусами, менее летальными.
15 ведущих академий мира, в частности России, Франции, Германии, Великобритании, США, Японии, заявили о критической необходимости сотрудничества в борьбе с коронавирусом. Ученые подчеркнули, что в нынешней ситуации сохраняется неопределенность и многое еще предстоит сделать. В этот критический момент есть необходимость международного сотрудничества по нескольким направлениям. В частности, ученые должны быстро сообщать о развертывающейся эпидемиологии заболевания, включая способы передачи, инкубационный период и летальность, а также эффективность различных методов вмешательства, делиться информацией о происхождении вируса, генетике и мутациях, об исследованиях в области медицинских препаратов для борьбы с этим заболеванием. Человечество неоднократно подвергалось опасности инфекционных заболеваний и каждый раз преодолевало кризис. В заявлении говорится: "Нынешняя трагедия должна побудить нас резко активизировать наши усилия по профилактике инфекционных заболеваний и борьбе с ними, с тем чтобы усовершенствовать уровень готовности человечества и повысить устойчивость к бедствиям, связанным с инфекционными заболеваниями".
"Ломоносов" ищет лекарства от коронавируса
Сотрудники Вычислительного центра МГУ начали расчеты на суперкомпьютере "Ломоносов", которые помогут найти лекарство прямого действия от коронавируса. Воздействуя такими препаратами на белки-мишени коронавируса SARS-CoV-2, есть шанс победить инфекцию.
Сегодня во всем мире подбор молекул для будущих лекарств ведется с помощью суперкомпьютеров, что в разы ускоряет поиск. Ученые применяют уникальные методы моделирования молекул (докинг), предсказывающие наиболее эффективные варианты препаратов. Но даже для суперкомпьютеров это очень трудная задача. Скажем, ее пытаются решить для других коронавирусов этого же семейства с 2003 года, когда появились первые коронавирусы SARS-CoV. За это время многое стало понятно в функционировании этих вирусов и структуре их белков, но эффективные противовирусные препараты прямого действия для этого семейства вирусов так пока и не созданы. По мнению ученых, чтобы достичь успеха, необходимо сформировать непрерывный научный конвейер: поиск с помощью докинга в больших базах молекул, их дизайн и суперкомпьютерный докинг, экспериментальное тестирование активности, синтез новых молекул. Даже когда новые соединения перейдут на доклинические испытания на животных и далее на клинические испытания на людях, этот конвейер не должен останавливаться, так как из-за токсичности даже на последнем этапе клинических испытаний могут выявиться опасные побочные эффекты и новое соединение сойдет с дистанции.
Кстати, американские ученые, изучая структуру нового коронавируса, нашли его слабое место - белковые шипы. Дело в том, что при инфицировании такой шип на поверхности вируса SARS-CoV-2 прикрепляется к белку-рецептору на поверхности клеток человека - в частности, клеток легких. Примерно так ключ попадает в замочную скважину. Изучая особенности этих шипов и рецепторов человеческих клеток, ученые впервые обнаружили, что всего лишь несколько мутаций сделали шип более компактным, чем аналогичная структура у вируса SARS, который в 2002-2003 годах вызвал эпидемию атипичной пневмонии. Такие мутации помогли SARS-CoV-2 надежнее прикрепляться к рецепторами и быстрее распространяться. Зная свойства этих белков, позволяющие им устанавливать прочные связи с клетками человека, ученые рассчитывают найти способы блокировать вирус, не дать войти в контакт и распространять инфекцию.
Подготовил Андрей Меркулов