Большую часть прошлого года жизнь в Западной Австралии была свободна от коронавируса. Друзья собирались в пабах; люди целовались и обнимались; дети ходили в школу без проверки температуры и без масок. Государство сохранило это завидное положение, только наложив строгие ограничения на передвижение и введя карантин - в начале года в некоторых регионах была введен частичный карантин после того, как охранник в отеле, где посетители были на карантине, получил положительный тест на наличие вируса. Но опыт, полученный в Западной Австралии, позволил увидеть жизнь, свободную от коронавируса SARS-CoV-2.
Могут ли другие регионы с помощью вакцин, направленных на подобную стратегию нулевого КОВИД, избавиться от вируса? Это прекрасная мечта, но большинство ученых думают, что это неосуществимо.
В январе Nature опросила более 100 иммунологов, исследователей инфекционных заболеваний и вирусологов, можно ли искоренить коронавирус. Почти 90% опрошенных считают, что коронавирус станет эндемичным, а это значит, что он будет продолжать циркулировать среди населения планеты еще долгие годы.
"Искоренение этого вируса в настоящее время во многом похоже на попытку спланировать строительство трамплина на Луну. Это нереально", - говорит Майкл Остерхольм, эпидемиолог из Университета Миннесоты в Миннеаполисе.
Но неспособность искоренить вирус не означает, что смерти, заболевания или социальная изоляция будут продолжаться в тех масштабах, которые наблюдались до сих пор. Будущее будет во многом зависеть от типа иммунитета, приобретенного людьми в результате инфекции или вакцинации и от того, как вирус будет эволюционировать.
Грипп и четыре коронавируса человека, вызывающие обычную простуду, также являются эндемичными: однако сочетание ежегодной вакцинации и приобретенного иммунитета означает, что общество может мириться с сезонной летальностью и заболеваемостью, которые они приносят, не требуя карантина, масок и социальной дистанцированности.
Более трети респондентов опроса Nature полагали, что в некоторых регионах можно будет устранить SARS-CoV-2, в то время как в других он будет продолжать циркулировать. В регионах с нулевым индексом КОВИДа будет существовать постоянный риск вспышек, но в случае вакцинации большинства людей иммунитет популяции может быть быстро усилен. "Я думаю, что КОВИД будет ликвидирован в некоторых странах, но с постоянным (и, возможно, сезонным) риском реинтродукции из мест, где охват вакцинацией и меры общественного здравоохранения не были достаточно хорошими", - говорит Кристофер Дай, эпидемиолог из Оксфордского университета, Великобритания.
"Вирус, скорее всего, станет эндемичным, но общую картину трудно предсказать", - говорит Анжела Расмуссен, вирусолог из Джорджтаунского университета. Это определит социальные издержки, связанные с SARS-CoV-2 на будущие 5, 10 или даже 50 лет".
Вирус детского возраста
Через пять лет, когда центры по уходу за детьми позвонят родителям и скажут, что у их ребенка насморк и лихорадка, пандемия КОВИД-19 может показаться далеким воспоминанием. Но есть шанс, что виновником этого будет все тот же вирус, унесший жизни более 1,5 миллионов человек только в 2020 году.
Это один из сценариев, который ученые предвидят для SARS-CoV-2. Вирус остается, но как только у людей возникнет некоторый иммунитет к нему - либо в результате естественной инфекции, либо в результате вакцинации, - будут отсутствовать тяжелые симптомы. Вирус станет врагом, с которым впервые столкнулся в раннем детстве, когда он обычно вызывает легкую инфекцию или вообще ее не вызывает, говорит Дженни Лэвин, научный сотрудник по инфекционным заболеваниям Университета Эмори в Атланте, штат Джорджия.
Ученые считают это возможным, потому что так ведут себя четыре эндемических коронавируса, называемые OC43, 229E, NL63 и HKU1. По крайней мере, три из них, вероятно, циркулировали в человеческих популяциях в течение сотен лет; два из них ответственны примерно за 15% респираторных инфекций. Используя данные предыдущих исследований, Лэвин и ее коллеги разработали модель, показывающую, как большинство детей впервые инфицируются этими вирусами в возрасте до 6 лет и развивают к ним иммунитет. По словам Лэвин, эта защита довольно быстро ослабевает и не может полностью блокировать реинфекцию, но, похоже, она защищает взрослых. Даже у детей первая инфекция относительно легкая.
Будет ли иммунитет к SARS-CoV-2 вести себя так же, пока неясно. Большое исследование людей, перенесших КОВИД-19, позволяет предположить, что уровень их нейтрализующих антител начинает снижаться примерно через 6-8 месяцев. Но их организм также производит B-клетки памяти, которые могут вырабатывать антитела в случае новой инфекции, и Т-клетки, которые могут уничтожать зараженные вирусом клетки, говорит Даниэла Вейскопф, иммунолог из Института иммунологии Ла Йолла в Калифорнии, соавтор этого исследования. Еще предстоит установить, может ли иммунная память блокировать вирусную реинфекцию - хотя случаи реинфекции были зарегистрированы и новые вирусные варианты могут сделать их более вероятными, реинфекции все еще считаются редкими".
Вейскопф и ее коллеги продолжают отслеживать иммунную память людей, инфицированных КОВИД-19, чтобы убедиться, что она сохраняется. По ее словам, в случае, если у большинства людей выработается пожизненный иммунитет к вирусу, либо в результате естественной инфекции, либо в результате вакцинации, то вряд ли вирус станет эндемичным. Но иммунитет может ослабеть через год или два - и уже есть основания полагать, что вирус может эволюционировать, чтобы избежать его.
Более половины ученых, принявших участие в опросе Nature, считают, что ослабление иммунитета станет одной из основных причин того, что вирус станет эндемичным.
Учитывая, что вирус распространился по всему миру, может показаться, что он уже может быть классифицирован как эндемичный. Но поскольку инфекции продолжают распространяться во всем мире, и поскольку так много людей все еще восприимчивы к ним, ученые все еще технически классифицируют его как находящегося в фазе пандемии. В эндемической фазе число инфекций становится относительно постоянным на протяжении многих лет с периодическими вспышками.
По словам Лэвин, для достижения этого стабильного состояния может потребоваться несколько лет или десятилетий, в зависимости от того, как быстро у населения развивается иммунитет. Позволить вирусу распространяться бесконтрольно, было бы самым быстрым способом добраться до этого момента - но это привело бы к смерти многих миллионов людей. "Этот путь требует огромных затрат", - говорит она. "Самый приемлемый путь - это вакцинация".
Вакцины и популяционный иммунитет
Страны, которые начали применять вакцины КОВИД-19, в скором времени ожидают сокращения количества тяжелых заболеваний. Однако потребуется больше времени, чтобы понять, насколько эффективно вакцины могут снизить передачу инфекции. Данные клинических испытаний позволяют предположить, что вакцины, предотвращающие симптоматическую инфекцию, также могут остановить передачу вируса человеком.
Если вакцины действительно блокируют передачу - и если они остаются эффективными против новых вариантов вируса, - возможно, удастся ликвидировать вирус в регионах, где достаточно количество людей провакцинировано, чтобы они могли защитить тех, кто не вакцинирован, способствуя развитию популяционного иммунитета.
Вакцина, которая на 90% эффективна для блокирования передачи, должна будет охватить не менее 55% населения, чтобы достичь временного популяционного иммунитета, при условии, что некоторые меры социального дистанцирования - такие как маски для лица и много людей, работающих на дому - будут сохранены, чтобы держать передачу под контролем, согласно модели, разработанной Александрой Хоган из Имперского колледжа в Лондоне. (Вакцина должна была бы охватить почти 67% людей, чтобы обеспечить популяционный иммунитет, если бы были сняты все меры по социальному дистанцированию)
Но если скорость передачи увеличивается из-за нового варианта или если вакцина менее эффективна чем на 90% при блокировании передачи, то для затухающего распространения охват вакциной должен быть больше.
Во многих странах вакцинация даже 55% населения будет затруднена. "Вирус останется, если часть мира не будет вакцинирована", - говорит Джеффри Шэман, научный сотрудник по инфекционным заболеваниям Колумбийского университета в Нью-Йорке.
Даже если вирус останется эндемичным во многих регионах, глобальные путешествия, вероятно, возобновятся, когда тяжелые формы инфекции снизятся до уровня, с которым могут справиться службы здравоохранения и когда значительная часть людей, уязвимых к тяжелым заболеваниям, будет вакцинирована, говорит Дай.
Похоже на грипп?
Пандемия испанки 1918 года, унесшая жизни более 50 миллионов человек, является мерилом, по которому измеряются все другие пандемии.
Она была вызвана вирусом, известным как грипп А, произошедшим от птиц. Почти все случаи гриппа А с тех пор и все последующие пандемии гриппа были вызваны потомками вируса 1918 года. Эти потомки циркулируют по всему земному шару, заражая ежегодно миллионы людей. Пандемии гриппа возникают тогда, когда население обладает слабым иммунитетом к вирусу, но к тому времени, когда пандемичный вирус становится сезонным, значительная часть населения уже обладает некоторым иммунитетом к нему.
Сезонный грипп все еще приносит значительные потери во всем мире, унося около 650 000 жизней в год.
Во время пандемии гриппа 1918 г. американские пассажиры и операторы телефонной связи носили маски для лица. Фото: PhotoQuest/Getty; Bettmann/Getty.
Джесси Блум, эволюционный биолог из Центра изучения рака Фреда Хатчинсона в Сиэтле, считает, что коронавирус может пойти аналогичным путем.
"Я действительно думаю, что SARS-CoV-2)станет менее серьезной проблемой и чем-то вроде гриппа", - говорит он. Шэман и другие говорят, что вирус также может иметь сезонную картину ежегодных зимних вспышек, похожих на грипп.
Но похоже, что грипп эволюционирует гораздо быстрее, чем SARS-CoV-2, что позволяет ему ускользать от иммунной системы. Именно поэтому вакцины против гриппа необходимо переформулировать каждый год; возможно, это не понадобится для SARS-CoV-2.
Тем не менее, коронавирус может уклониться от постинфекционного иммунитета и перехитрить вакцины. Лабораторные исследования показывают, что нейтрализующие антитела в крови людей, переболевших КОВИД-19, в меньшей степени способны распознать вирусный вариант, впервые выявленный в Южной Африке (501Y.V2), чем варианты, циркулировавшие ранее во время пандемии. Вероятно, это связано с мутациями в белке шипа вируса, который является мишенью для вакцин. Результаты испытаний показывают, что некоторые вакцины могут быть менее эффективными против 501Y.V2, чем против других вариантов, и некоторые производители вакцин изучают возможности изменения дизайна своих продуктов.
Однако, иммунная система имеет много козырей на руках и может реагировать на многие особенности вируса, а не только на шип, говорит Лэвин.
"Вероятно, вирусу придется пройти через множество мутаций, чтобы сделать вакцину неэффективной", - говорит она. Предварительные результаты испытаний также указывают на то, что вакцины могут защитить людей с вирусом 501Y.V2 от тяжелых заболеваний.
Более 70% исследователей, опрошенных Nature, считают, что уклонение вируса от иммунитета станет еще одним фактором, способствующим продолжению циркуляции вируса.
Человеческий коронавирус делает это уже не первый раз. В исследовании, еще не прошедшем рецензирование, Блум и его коллеги показали, что эндемический коронавирус 229E эволюционировал таким образом, что нейтрализующие антитела в крови людей, зараженных вирусным вариантом, циркулировавшим в конце 1980-х - начале 1990-х годов, гораздо менее эффективны по сравнению с более поздними вариантами. Люди реинфицируются 229E на протяжении всей своей жизни, и Блум подозревает, что возможно будет труднее предотвратить появление новых эволюционных вариантов, избегающих предыдущего иммунитета. Но ученые не знают, вызывают ли эти реинфекции худшую симптоматику.
"Я бы ожидал, что в течение многих лет накопленные мутации SARS-CoV-2 полностью разрушат нейтрализующий иммунитет, как мы это видели в отношении CoV-229E, хотя я не могу точно сказать, как будут сравниваться показатели между этими двумя коронавирусами", - говорит Блум.
Блум считает, что существует вероятность того, что вакцины SARS-CoV-2 необходимо будет обновлять, возможно, каждый год. Но даже в этом случае, по его словам, иммунитет либо от прошлой вакцинации, либо от инфекции, скорее всего, ослабит серьезное заболевание. И Лэвин отмечает, что даже если люди будут реинфицированы, это может быть не так уж и серьезно.
Частые реинфекции эндемическими коронавирусами, по-видимому, повышают иммунитет против родственных вариантов и, как правило, люди испытывают только легкие симптомы. Но вполне возможно, что вакцины не остановят развитие тяжелых симптомов у некоторых людей, и в этом случае вирус останется существенным бременем для общества.
Вирус, похожий на корь?
Если вакцины SARS-CoV-2 смогут блокировать инфекцию и трансмиссию на всю жизнь, вирус может стать чем-то вроде кори.
"По всей видимости, это менее вероятно [чем другие сценарии], но все же возможно", - говорит Шэман.
С помощью высокоэффективной вакцины от кори человек защищен на всю жизнь - вирус кори был ликвидирован во многих частях мира. До того, как в 1963 году была разработана вакцина, в результате крупных эпидемий ежегодно погибало около 2,6 миллиона человек, в основном дети. В отличие от вакцин против гриппа, вакцины против кори никогда не требовалось обновлять, поскольку вирус не эволюционировал таким образом, чтобы он смог обойти иммунную систему.
Корь до сих пор эндемична в тех частях мира, где иммунизация недостаточна. В 2018 году в результате глобальной вспышки погибло более 140 000 человек. Аналогичная ситуация может возникнуть с SARS-CoV-2, если люди откажутся от вакцин.
Опрос более 1600 граждан США показал, что более четверти из них определенно или, скорее всего, откажутся от вакцины КОВИД-19, даже если она будет бесплатной и признана безопасной.
Животные резервуары
Будущее SARS-CoV-2 будет также зависеть от того, закрепится ли он в популяции диких животных. Несколько инфекций, взятых под контроль, сохраняются, потому что животные резервуары, такие как насекомые, дают шанс патогенным микроорганизмам снова попасть в организм человека. К ним относятся желтая лихорадка, лихорадка Эбола и вирус чикунгунья.
SARS-CoV-2, вероятно, происходил от летучих мышей, но он мог передаваться людям через промежуточного хозяина. Вирус может легко заразить многих животных, включая кошек, кроликов и хомяков. Он особенно заразен для норки и массовые вспышки на норковых фермах в Дании и Нидерландах привели к уничтожению огромного поголовья животных. Вирус также передается между норками и людьми. Если бы он распространился в популяции диких животных и мог бы снова попасть в человеческую популяцию, то контролировать его было бы очень сложно, говорит Остерхольм.
"Если говорить о зоонозах, то в истории человечества нет ни одной болезни, которая бы исчезла с лица Земли полностью", - говорит он.
Путь, который может пройти SARS-CoV-2, чтобы стать эндемичным вирусом, трудно предсказать, но общество имеет некоторый контроль над ним. В ближайшие год-два страны могут сократить распространение вируса с помощью мер контроля до тех пор, пока достаточное количество людей не будет вакцинировано либо для достижения популяционного иммунитета, либо для резкого снижения тяжести инфекции. Это значительно сократит летальность и тяжесть заболеваний, говорит Остерхольм.
Но если страны откажутся от стратегий, направленных на сокращение распространения и позволят вирусу царить бесконтрольно, то "самые темные дни пандемии все еще впереди", говорит он.
