Що вчені знають про вірус COVID-19

Дуже добре / Бейлі Марінер

На сьогоднішній день більшість людей усвідомлюють, що COVID-19 - скорочення від "коронавірусна хвороба 2019" (рік, коли вірус вперше був ідентифікований) - це тип коронавірусу, який може поширюватися від людини до людини та викликати респіраторні захворювання, іноді важкі. Крім цього, залишається багато плутанини щодо того, що таке COVID-19 і як він зміг створити глобальну кризу, невидиму з часів появи СНІДу у 1980-х або пандемії поліомієліту в 1950-х.

Залишається багато чого, що вченим потрібно дізнатись про COVID-19, перш ніж можна буде розробити ефективну вакцину для лікування не тільки поточного типу, але й генетичних варіацій, які можуть виникнути. З огляду на це, є речі, які дослідники розуміють щодо COVID-19 на основі спостережень за іншими коронавірусами з подібними характеристиками.

Що таке коронавірус?

Коронавіруси - це група споріднених вірусів, які викликають захворювання у людей, птахів та ссавців. У людей коронавіруси спричиняють захворювання дихальних шляхів від легких до важких. Деякі типи коронавірусу є відносно нешкідливими, викликаючи не що інше, як легку застуду, тоді як інші є більш серйозними і пов'язані з високим рівнем летальних наслідків.

Існує сім основних штамів коронавірусу. Від 10% до 15% всіх застудних захворювань можна віднести до чотирьох специфічних штамів, причому більшість інфекцій відбувається сезонно, із збільшенням у зимові місяці. Ці більш м’які штами відомі як:

• Коронавірус людини 229E (HCoV-229E)
• Коронавірус людини HKU1 (HCoV-HKU1)
• Коронавірус людини OC43 (HCoV-OC43)
• Коронавірус людини NL63 (HCoV-NL63)

Тим часом є ще три штами коронавірусу, які є потенційно важкими:

• Тяжкий гострий респіраторний синдром коронавірусу (ГРВІ-CoV-1), який іноді називають "класичним ГРВІ"
• Близькосхідний респіраторний синдром, пов'язаний з коронавірусом (MERS-CoV)
• Тяжкий гострий респіраторний синдром коронавірусу 2 (SARS-CoV-2), вірус також відомий як COVID-19

Вперше COVID-19 було ідентифіковано 31 грудня 2019 року в місті Ухань, Китай. 13 березня 2020 року в США було оголошено надзвичайний стан лише через 73 дні.

Чим COVID-19 відрізняється від ГРВІ та MERS?

Незважаючи на те, що COVID-19 тісно пов'язаний з SARS-CoV-1 та MERS-CoV, було б помилкою вважати, що він діятиме однаковими способами або мати однакові схеми зараження.

SARS-CoV-1 був першим із цих важких штамів, який було виявлено ще у 2002 році, коли він проніс частину півдня Китаю та Азії, заразивши близько 8000 людей та спричинивши 774 смертей (9,6% летальних випадків).

MERS-CoV було виявлено в 2012 році і з тих пір спричинило два додаткові спалахи у 2015 та 2018 роках, в першу чергу впливаючи на Близький Схід, але також доходячи до Сполучених Штатів та Великобританії. Хоча в результаті трьох спалахів було менше 500 смертей, рівень смертності був тривожним, коливаючись близько 35%.

Що робить COVID-19 унікальним, це його висока швидкість передачі. У той час як SARS-CoV-1 вразив трохи більше 8000 людей (і лише вісім у США), а всі три спалахи MERS - трохи більше 2000 людей (двоє в США), COVID-19 виявився більше трансмісивний, що поширюється подібним чином до застуди (через краплі дихання і, можливо, при контакті із забрудненими поверхнями).

Враховуючи, що це перші дні пандемії COVID-19, незрозуміло, якою є фактична смертність від COVID-19, оскільки спроби тестування в США до цього часу були в основному зарезервовані для пацієнтів із симптомами.

В даний час невідомо, скільки безсимптомних випадків (випадки без симптомів) або субклінічних випадків (випадки без легко помітних симптомів) матимуть позитивні результати та який відсоток від загальної кількості інфікованих популяцій вони представлятимуть.

Таким чином, поки рано навіть припускати, який фактичний рівень смертності від COVID-19. В даний час Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) підрахувала, що близько 3–4% усіх зареєстрованих інфекцій у всьому світі померли, однак цей показник майже напевно буде варіюватися від регіону до регіону, і в деяких випадках може падати значно вище або значно нижче оцінок ВООЗ.

Очевидно, що найбільшим фактором «згладжування кривої» між появою та вирішенням інфекцій є швидкість та масштаби реакції уряду. Навіть після спалаху SARS-CoV-1 2003 року, швидке реагування Центрів контролю та профілактики захворювань (CDC), який 14 березня 2003 року запустив центр реагування на надзвичайні ситуації з плануванням пандемії, забезпечило поширення вірусу в США Штати були фактично зупинені до 6 травня з невеликою кількістю інфекцій та без смертей.

Сподіваємось, епідеміологічне моделювання дозволить пролити деяке світло на фактичний вплив COVID-19, коли рівень зараження почне знижуватися.

Звідки взявся COVID-19?

Вважається, що COVID-19 стрибнув з кажанів або деяких інших тварин на людей. Ранні дослідження виявили генетичні докази, хоча і рідкісні, що панголіни (різновид мурахоїда, що зустрічається в Азії та Африці) слугували тимчасовим господарем між кажанами та людьми. Цей вид зоонозних стрибків (від тварини до людини) не рідкість , і це спрощує проблему, припускаючи, що COVID-19 спричинений споживанням диких тварин.

Хвороба Лайма, лихоманка котячих подряпин, пташиний грип, ВІЛ, малярія, стригучий лишай, сказ та свинячий грип - лише деякі із захворювань, які вважаються зоонозними. Насправді близько 60% захворювань людини спричинені організмами, якими поділяються тварини та люди.

У міру збільшення популяції людей та ущемлення популяцій тварин потенціал зоонозних захворювань зростає. У якийсь момент такий хвороботворний організм, як вірус, раптово мутуватиме і зможе заразити господаря людини або безпосередньо (скажімо, через когось, що їсть тварину), або опосередковано (через укус комахи або іншого тимчасового господаря). Але це лише частина причини, через яку розвиваються такі нові віруси, як COVID-19.

Розуміння вірусів РНК

З коронавірусами потенціал мутації високий, частково через те, що вони є РНК-вірусами.

РНК-віруси - це ті, які несуть власний генетичний матеріал (у формі РНК) і просто "викрадають" заражену клітину, щоб взяти на себе її генетичний механізм. Роблячи це, вони можуть перетворити клітину на фабрику, що виробляє віруси, і видавати кілька її копій. Приклади РНК-вірусів включають застуду, грип, кір, гепатит С, поліомієліт та COVID-19.

Однак процес транскрипції вірусу - переведення нового генетичного кодування в зараженого господаря - схильний до помилок. Хоча буде зроблено багато точних копій вірусу, також буде безліч мутованих, більшість з яких нежиттєздатні і швидко загинуть.

Однак у рідкісних випадках спостерігається вірусна мутація, яка не тільки процвітає, але, в деяких випадках, стає більш вірулентною та ефективною за своєю здатністю заражати.

З огляду на це, є дані, що COVID-19 не мутує так швидко або так часто, як грип. За свідченнями, опублікованими в журналіНаука,COVID-19 накопичує приблизно одну-дві мутації на місяць, приблизно в два-чотири рази повільніше, ніж грип.

Якщо ці дані підтвердяться, це може припустити, що COVID-19 здатний залишатися стабільнішим з часом і не вимагати нової вакцини щосезону, як це роблять віруси грипу.

Чому COVID-19 поширюється так легко?

З вірусологічної точки зору, SARS-CoV-1 та MERS-CoV передаються не так ефективно, як COVID-19. Не зовсім зрозуміло, чому це відбувається та які фактори, вірусологічні чи екологічні, можуть сприяти ефективному поширенню COVID-19.

В даний час вважається, що COVID-19 передається краплями дихання, що виділяються в повітря під час кашлю. Можливо також, що вірус може заразитись під час аерозолізації - думайте про туман, а не про шприц - але, здається, ефективно передається лише таким чином під час тривалого впливу в обмежених просторах.

Сучасна кількість доказів, хоча і нечиста, свідчить про необхідність тісного контакту для ефективного розповсюдження COVID-19 і про те, що люди з симптоматикою набагато частіше передають вірус.

Це не повинно свідчити про те, що безсимптомні люди за своєю суттю "безпечні" - немає жодних доказів того, що - або що певні фактори навколишнього середовища можуть сприяти віддаленому поширенню вірусних частинок.

Роль температури та вологості

Хоча може здатися справедливим припустити, що на COVID-19 впливають сезони - зі зменшенням влітку та збільшенням взимку - відомо, що чотири штами коронавірусу, пов’язані із застудою, постійно циркулюють, хоча із сезонними та географічними варіаціями.

Дослідження Массачусетського технологічного інституту (MIT) свідчить про те, що COVID-19 діє аналогічно і сприйнятливий до високих температур і високої вологості так само, як віруси застуди.

За даними дослідників з Массачусетського технологічного інституту, зараження COVID-19 найчастіше трапляється між 3 ° C і 17 ° C від 37 ° F до 63 ° F, тоді як лише 6% трапляється при температурі понад 18 ° C. Здається, висока вологість також відіграє роль, насичуючи білкову оболонку вірусу, ефективно обтяжуючи його та зменшуючи його здатність рухатися далеко в повітрі.

Це свідчить про те, що високі температури та вологість повітря влітку можуть уповільнити поширення COVID-19, але не зупинити його негайно; вони також не зменшать ризик ускладнень у вразливих верствах населення.

Дослідження в Ухані, Китай - де почалася пандемія - показали, що люди, інфіковані COVID-19, передавали вірус в середньому 2,2 іншим людям, доки не було вжито агресивних урядових заходів для припинення зараження.

COVID-19 смертельніший за ГРВІ чи МЕРС?

Знову ж таки, ще рано говорити, наскільки «смертельним» є COVID-19. Це, безумовно, спричинило більше смертей у всьому світі, ніж SAR-CoV-1 або MERS-CoV разом узятих, але це значною мірою пов'язано з експоненціально збільшеним рівнем зараження у всьому світі.

Симптоми кожного з цих коронавірусів значною мірою залежать від того, як і де вони викликають інфекцію в організмі людини.

З вірусологічної точки зору, як вважають, обидва COVID-19 та SARS-CoV-1 приєднуються до одного і того ж рецептора на клітинах людини, який називається рецепторами ангіотензинперетворюючого ферменту 2 (ACE2). Рецептори АСЕ2 мають високу щільність у дихальних шляхах, особливо у верхніх дихальних шляхах.

Здається, COVID-19 має більшу спорідненість до рецепторів ACE2, ніж SARS-CoV-1, що означає, що він може легше приєднуватися до клітин-мішеней. Це пояснювало б, принаймні, частково, чому COVID-19 поширюється через громади більш агресивно.

Вважається, що MERS-CoV приєднується до іншого рецептора в легенях, який називається рецепторами дипептидилпептидази 4 (DPP4). Рецептори DPP4 зустрічаються у більш високій щільності як в нижніх дихальних шляхах, так і в шлунково-кишковому тракті. Це може пояснити, чому більш серйозні та стійкі симптоми нижніх дихальних шляхів (такі як бронхіоліт та пневмонія) часто зустрічаються при MERS поряд із шлунково-кишковими симптомами (такими як сильна діарея).

З іншого боку, оскільки інфекція MERS відбувається глибше в легенях, під час кашлю виділяється не так багато вірусних частинок. Це може пояснити, чому важче зловити MERS, незважаючи на те, що ризик важких захворювань та смерті вищий.

COVID-19 та вік

Хоча нинішні дані свідчать про те, що ризик летального результату від COVID-19 зростає з віком, варто зазначити, що середній вік тих, хто помер в результаті спалаху ГРВІ в 2003 році, становив 52. Зокрема, в Китаї близько 9% смертей сталося серед людей менше 50 років (лише бризки трапляються у віці до 30 років).

Подібна картина спостерігалась і при COVID-19 у місті Ухань, де ранні дослідження показують, що 9% смертей сталося у людей до 50 років (хоча переважно у віці від 40 до 49 років).

Коли буде готова вакцина?

Хоча багато говорили про те, що вакцина проти COVID-19 готова до кінця 2020 року, залишаються серйозні проблеми щодо розробки вакцини, яка є ефективною, безпечною та легко розповсюджується серед населення у всьому світі.

Вакцини проти COVID-19: Будьте в курсі, які вакцини доступні, хто їх може отримати та наскільки вони безпечні.

На відміну від ГРВІ, яка зникла в 2004 році і з тих пір її не бачили, COVID-19 - це сильний вірус, який, ймовірно, тут і залишиться. Для того, щоб розробити ефективну вакцину, їй потрібно викликати імунну відповідь - як правило, нейтралізуючі антитіла та "вбивчі" Т-клітини - яка є досить надійною для контролю інфекції. Ніхто не припускає, що виготовлення цього буде простим або що будь-яка вакцина забезпечить 100% захист - навіть вакцина проти грипу не може цього зробити.

Позитивною стороною є те, що вчені почали картографувати геном COVID-19, дозволяючи їм розробляти вакцини, які, швидше за все, працюють на основі того, що вони знають про інші коронавіруси. Недоліком є ​​те, що вченим ще не вдалося розібратися з кодом щодо розробки ефективної вакцини MERS.

Однією з проблем, що перешкоджають розробці вакцини MERS, була неможливість активувати імунітет у слизових тканинах, що вистилають дихальні шляхи.

Враховуючи ці реалії, громадськість повинна бути напоготові щодо майбутніх спалахів COVID-19, як тільки пройде нинішня криза. Навіть якщо вакцини ще немає, швидка реакція державних службовців охорони здоров’я та широкої громадськості, швидше за все, призведе до контролю спалаху, поки не буде знайдено довгострокове рішення.

Слово з дуже добре

Зрозуміло відчувати хвилини паніки під час перегляду цілодобових новин про пандемію COVID-19, які, як правило, зосереджуються на найгірших сценаріях.

Незважаючи на те, що обов’язково потрібно бути напоготові та дотримуватися вказівок щодо охорони здоров’я, важливо також усвідомити, що нам багато чого потрібно дізнатись про COVID-19. Деякі висновки можуть бути менш сприятливими, але інші можуть виявитися не такими вже й поганими, як ви припускаєте.

Замість того, щоб піддаватися страху або стати жертвою дезінформації в соціальних мережах, зосередьтеся на тому, щоб захистити себе від інфекції або запобігти іншим захворюванням, якщо у вас розвиваються симптоми COVID-19. Виконуючи свою роботу, можна досягти зусиль щодо стримування COVID-19, дозволяючи перенаправляти фінансування на розробку та розповсюдження вакцини.

Почуття страху, тривоги, смутку та невизначеності є нормальним явищем під час пандемії COVID-19. Проактивне ставлення до свого психічного здоров’я може допомогти зміцнити ваш розум і тіло. Дізнайтеся про найкращі доступні для вас варіанти терапії в Інтернеті.