Минулого тижня ВООЗ заявила, що найближчим часом до Китаю поїде група експертів, завдання яких – допомогти науковцям цієї країни знайти природний осередок нового коронавірусу, що забрав вже понад 580 тисяч життів по всьому світу, пише ВВС Україна.
Роблять це не для того, щоб знайти винних у спалаху глобальної епідемії. Мета наукової експедиції – значно прагматичніша: ВООЗ, як і вся міжнародна спільнота, намагається не допустити повторення таких надзвичайних ситуацій у майбутньому.
2004 року вченим вже вдалося запобігти повторенню епідемії “атипової пневмонії” SARS – саме завдяки тому, що після першого спалаху експерти встановили походження інфекції, відстежили її шлях до природного осередку – і, коли вірус знову почав “гуляти” серед людей, його змогли оперативно знешкодити.
Зараз науковці докладають усіх зусиль, щоб повторити цей успіх з новим коронавірусом – але цього разу здавалося б ідентичне завдання перетворилося на справжню головоломку, яка вже неодноразово заводила їх у глухий кут.
Попри значну схожість двох вірусів, SARS-CoV-2 виявився значно міцнішим горішком, ніж його попередник, і розгадати таємницю його походження буде непросто.
Однак досвід минулих епідемій підказує вченим, у якому напрямку рухатись. Новий коронавірус, у якого ще пів року тому не було навіть назви, встигли вивчити – нехай слабенько, але все ж достатньо для того, щоб сподіватися на успіх.
“Піди туди не знаю куди”
Аби не допустити повторення епідемії, вченим потрібно якомога точніше відповісти на два запитання.
По-перше, з якого “природного резервуара” походить нова інфекція. Простіше кажучи, які тварини у дикій природі є носіями вірусу, що потенційно загрожує черговою глобальною епідемією.
По-друге, як саме цей вірус, який ще донедавна вражав виключно тварин, “подолав міжвидовий бар’єр” – тобто “навчився” переходити від людини до людини. Необхідно зрозуміти, яка саме мутація стала причиною такої зміни і наскільки вірогідно, що це повториться.
“Одна справа – коли якийсь вірус передається між людьми: у нас однакова імунна система, однакова анатомія, дуже схожі гени, – пояснює Самар Мехта, один з провідних експертів лабораторії обчислювальної біології Sabeti Lab при Гарвардському університеті. – Але для того, щоб перейти до людини від тварини, вірус має подолати значно вищий “еволюційний бар’єр”, тобто дуже змінитися. Тому це і відбувається так рідко”.
За останні десятиліття експерти цієї лабораторії розшифрували генетичний код і встановили походження кількох небезпечних патогенів, зокрема вірусів Зіка і Ебола.
Обидві інфекції вчені змогли приборкати: зараз, якщо десь починається спалах вірусної лихоманки, його зазвичай вдається відносно швидко загасити, не даючи перетворитися на повномасштабну епідемію.
“Кожен вірус має свій геном – специфічну послідовність ДНК або РНК. Вона абсолютно унікальна – настільки, що її можна порівняти з відбитком пальця”, – пояснює доктор Мехта принцип роботи “вірусних детективів”.
“Під час кожного нового зараження геном вірусу трохи змінюється. Зовсім трошки, на частку відсотка, – але це дозволяє встановити між двома інфікованими зв’язок, – продовжує експерт. – І якщо мої відбитки пальців та відбитки мого брата не мають між собою нічого спільного, то мій вірус і вірус мого сусіда будуть практично ідентичними”.
Геном SARC-CoV-2 – це довга послідовність РНК, що складається приблизно з 30 тисяч букв (нуклеотидів), які йдуть один за одним у суворому порядку. А отже, при утворенні кожної нової копії вірус має 30 тисяч можливостей помилитися, випадково замінивши одну букву на іншу.
Якщо така помилка трапилася, але вірус не втратив здатності розмножуватися, нова послідовність РНК буде відтворюватися знову і знову, поки не схибить під час утворення вже в іншому місці.
У такий спосіб генетики можуть доволі точно відновити ланцюжок інфекції – визначити, хто з пацієнтів кого заразив і в якій послідовності.
А отже, зрозуміти, хто був найпершим хворим – так званим нульовим пацієнтом, який поклав початок епідемії.
Знайшовши його, можна знайти і тварину, від якої він заразився.
Великі сподівання
Саме цим шляхом пішли китайські вчені, коли зрозуміли, що в Ухані стався спалах незрозумілої хвороби, спричиненої новим вірусом.
Вони зібрали у всіх пацієнтів, які на той момент були, зразки генетичного матеріалу, розшифрували їх – і почали порівнювати один з одним, викладаючи у порядку розбіжності вірусного геному.
Так вони отримали кілька довгих розгалужених ланцюгів, що показують шлях передавання інфекції.
“Це так зване філогенетичне дерево вірусу. Воно показує, в якому порядку відбувалися основні мутації”, – пояснює Аліна Чан, професорка Інституту Броуда, спільного центру генетичних досліджень Гарварда і MIT.
“На схемі видно, як від однієї варіації геному відділяється інша, згодом з неї виростає наступна гілка – і так далі, – продовжує вона. – Фактично це наочне зображення еволюції вірусу”.
Професорка Чан – одна з авторів резонансної статті про походження SARS-CoV-2, у якій йшлося про те, що генетично новий коронавірус чудово адаптувався до передавання від людини до людини. А отже, нинішня епідемія може бути далеко не останньою – якщо і дикій природі у вірусу з’являться невідомі нам поки близькі родичі.
На її думку, це цілком можливо. Звідки з’явився вірус, ми досі не знаємо. Звести ланцюги зараження в Ухані до однієї точки, з якої почалося поширення інфекції, генетикам не вдалося.
Таких “початкових точок” – жодним чином не пов’язаних між собою – виявилося цілих п’ять.
Родинні зв’язки
Виявити нульового пацієнта не вдалося, однак вчені не втрачають надію, що рано чи пізно знайдуть природний осередок інфекції іншим шляхом. Ще на початку січня, коли китайські вчені розшифрували РНК збудника невідомої хвороби (на той момент у неї ще навіть не було назви) і порівняли отриманий результат з базою даних, стало зрозуміло, що він майже на 80% збігається з геномом SARS – того самого вірусу, що двічі викликав спалах “атипової пневмонії” у 2002-2004 рр.
Щоб знайти джерело першого SARS, епідеміологам знадобилося майже пів року, розповідає Аліна Чан. Відновлюючи ланцюг інфікованих, вчені знайшли перших хворих і з’ясували, що кілька з них ходили на місцевий ринок, де продавали диких тварин. Науковці зрозуміли, що, найімовірніше, там і треба шукати джерело інфекції.
Тестування на ринку забрало не один місяць. Генетикам довелося перевіряти усіх тварин, які потенційно могли бути проміжними носіями інфекції. У травні 2003 року їхні зусилля увінчалися успіхом: ідентичний вірус знайшли в організмі гімалайських вівер.
“Коли в кінці 2003 року стався повторний спалах SARS, вчені вже приблизно уявляли, де шукати причину, – продовжує професорка Чан. – Дізнавшись, що одна з перших пацієнток була офіціанткою, епідеміологи відразу ж вирушили до ресторану, де вона працювала. Там вони знайшли вівер, перевірили їх на вірус – і аналіз дав позитивний результат”.
Розслідування провели за кілька тижнів, і масштабної епідемії вдалося запобігти.
“Проведений пізніше генетичний аналіз підтвердив, що другий спалах не був відлунням першого, – уточнює Аліна Чан. – За рік вірус дійсно подолав міжвидовий бар’єр щонайменше двічі”.
Хибний слід
Дізнавшись, що новий коронавірус – близький родич SARS, вчені зрозуміли, що шукати його прародича також треба на місцевих ринках диких тварин. Але кого тестувати цього разу – невже знову вівер?
Найближчим генетичним родичем SARS-CoV-2, якого знайшли у тій самій базі даних, був вірус RATG13. Його виявили 2013 року у кажанів у провінції Юньнань. Геноми двох вірусів збіглися на 96,2%.
Це не стало для вчених несподіванкою. Ще 2007 року науковці казали, що в природі існує постійний “резервуар” вірусів, споріднених SARS, – і найчастіше їх переносять саме кажани.
Дослідники попереджали: є висока ймовірність того, що вірус нестиме небезпеку для людей, тому необхідно готуватися до нової епідемії.
Однак цього разу робота на уханьському ринку загальмувалася. На подив генетиків, усі знайдені ними у ринкових тварин зразки виявилися більш далекими родичами нового коронавірусу, у порівнянні з тим, що знайшли шість років тому за тисячі кілометрів від нього.
Пізніше з`ясувалася ще одна несподівана деталь: з п’яти підтверджених перших випадків зараження (тих самих “перших пацієнтів”) лише один вдалося пов’язати з ринком в Ухані. Отже, інші четверо підчепили інфекцію деінде – а можливо, навіть в різних місцях.
Так чи інакше головна версія вчених про походження вірусу не підтвердилася. Слід, що вів на ринок, виявився помилковим.
“Проблема з Covid-19 полягає саме в тому, що ми досі так і не знайшли в організмі жодної тварини таку версію SARS-CoV-2, яка б дозволяла припустити, що люди заразилися цим вірусом від тварин, – розводить руками професорка Чан. – Поки, навпаки, усі тварини, у яких виявили SARS-CoV-2, отримали його від людей”.
Дивовижний гібрид
Судячи з усього, на ринку в Ухані стався лише перший випадок масового зараження новим вірусом. Залишається загадкою, як він туди потрапив та де і як довго переховувався.
Вчені з Університетського коледжу Лондона підрахували: щоб геноми SARS-CoV-2 і його найближчого родича RATG13 розійшлися від спільного пращура на незбіжні 4% шляхом мутацій, знадобилося б приблизно 50 років еволюції.
На думку вчених, це малоймовірно. Найімовірніше, новий коронавірус отримав частину свого геному, обмінявшись фрагментами РНК з іншим вірусом в організмі якогось проміжного носія.
Рекомбінація двох вірусів всередині одного організму – явище відносно рідкісне, але доволі непогано вивчене. Ймовірно, таким шляхом здолав міжвидовий бар’єр і перший SARS, запозичивши частину свого геному у вірусу гімалайських вівер.
Проміжним носієм SARS-CoV-2 довго вважали панголін – у цих тварин раніше виявили вірус, частково схожий на “відсутній” фрагмент. Вчені припускали, що SARS-CoV-2 отримав від нього свою головну зброю – шипоподібний білок, який робить вірус заразним, дозволяючи проникати в наші клітини.
А, можливо, навпаки – шипоподібний білок панголіни отримали від пращура нинішнього коронавірусу.
Жодну з цих версій не можна відкидати повністю. Можливо, згодом у науковців з’являться інші теорії. За словами Аліни Чан, впевнено про новий коронавірус можна сказати лише одне: генетично він чудово адаптувався до того, щоб легко передаватися від людини до людини.
“Однак поки ми не маємо достатньо свідчень на користь жодного конкретного сценарію адаптації SARS-CoV-2, – підкреслює вона. – І незрозуміло, коли такі свідчення будуть”.
Самар Мехта переконаний, що рано чи пізно вчені знайдуть відповіді на поставлені запитання. Головне – не залишати пошуки, інакше повторення епідемії не уникнути.
З ним погоджується і Аліна Чан. За її словами, вчені давно спростували усі конспірологічні версії походження вірусу, але багато хто продовжує використовувати їх у своїх цілях, заробляючи на цьому політичні ба
“Вчені всього світу працюють без продиху, намагаючись зрозуміти біологію і епідеміологію вірусу, розробляючи варіанти лікування, вакцини – і загалом роблять все, щоб передбачити можливий розвиток пандемії та врешті-решт подолати її. Ніколи ще наукова спільнота не була настільки єдиною перед обличчям спільної проблеми. Але питання про походження SARS-CoV-2 стало настільки політизованим, що люди забули про справжню мету: відповідь на нього потрібна передусім для того, щоб не допустити нових спалахів коронавірусу в майбутньому”, – підсумовує професорка Чан.
Мітки: коронавірус, новини Тернополя, Т1 новини, Тернопіль1