COVID-19: як швидко в нас з'явиться вакцина?
За кілька місяців коронавірус перетворився на загрозу, якої панічно бояться в усьому світі.
За допомогою складного комп'ютерного моделювання вчені намагаються відстежити та спрогнозувати його поширення. А вірусологи працюють над створенням вакцини. Інші шукають медикаменти, які могли б полегшити стан тих, хто вже захворів.
Утім, це не перший коронавірус, з яким довелося стикнутися вченим, і здолати його важче, ніж можна припустити.
Вони можуть бути причиною як звичайної застуди, так і важкого гострого респіраторного синдрому (SARS) або близькосхідного респіраторного синдрому (MERS).
Всі вони належать до великої групи вірусів, які можуть інфікувати як людей, так і тварин, а також передаються від тварин людям і навпаки.
Новий коронавірус, який тимчасово назвали COVID-19, схоже, виник лише на початку грудня, як показали спроби простежити його походження. Аналіз його генетичного коду спочатку показав, що вірус передався людям від кажанів. Але були й інші припущення, наприклад, про походження коронавірусу від змій, хоча вірусологи загалом відкинули цю ідею.
Нещодавно ймовірним поширювачем вірусу почали вважати й панголінів, луску яких широко використовують в китайській традиційній медицині. Деякі дослідники припустили, що коронавірус кажана може поєднуватися з коронавірусом панголінів, утворюючи штам, який інфікує людей.
Хоча перші випадки зараження сталися з людьми, які мали тісний контакт з тваринами, більшість нових випадків - це від людини людині.
"Ми вважаємо, що вірус прийшов з місцевого ринку, який наразі закрили", - зазначає Крістл Доннеллі, статистичний епідеміолог із Лондонського імперського коледжу та Оксфордського університету.
Коронавіруси зазвичай вражають верхні дихальні шляхи, спричинюючи низку захворювань, зокрема пневмонію. Але є дедалі більше свідчень, що вони можуть рухатися далі по організму, завдаючи також шкоди центральній нервовій системі.
Коронавіруси отримали свою назву від короноподібних шипів на їхній білковій оболонці. Всередині неї міститься рядок однониткового генетичного коду під назвою РНК.
Коли вірус передається від хазяїна хазяїну, код РНК може переплутуватися, дозволяючи коронавірусам швидко мутувати. Це також пояснює, чому нові види коронавірусів постійно виникають і чому з ними так важко боротися. Адже вразити таку мінливу ціль за допомогою вакцин та ліків складно.
Щоби зрозуміти, як поширюється хвороба, потрібно знати кілька речей. По-перше, як довго людина може бути заразною, перш ніж в неї виникають симптоми. По-друге, як довго вона буде заразною загалом, а в разі невиліковних випадків, як швидко вірус спричинює смерть.
"Це допомагає оцінити рівень смертності", - каже Крістл Доннеллі.
Також важливою є репродуктивність вірусу, тобто скільки інших людей може заразити один його носій. Доннеллі та її колеги підрахували, що репродуктивне число нового коронавірусу приблизно 2,6.
"Коли це число перевищує одиницю, стається спалах хвороби", - пояснює вона.
До того це число може варіюватися. Один пацієнт з новим коронавірусом, приміром, заразив 14 медпрацівників. Таких людей називають "суперпоширювачі". Причина в тому, що при кашлі або чханні вони викидають набагато більшу кількість вірусних частинок, ніж інші пацієнти, таким чином збільшуючи шанс заразити когось іншого.
Імунна система деяких людей дозволяє їм переносити вірус із незначними симптомами. А значить вони можуть пересуватися і навіть подорожувати на великі відстані з вірусом. В інших, навпаки, хвороба протікає важко - вони багато чхають і кашляють, і тому поширюють захворювання більше серед тих, хто їх оточує.
Загальні заходи безпеки, як-от носіння масок для обличчя, миття рук та суворі карантинні процедури, допомагають обмежити поширення хвороби.
На жаль, проти коронавірусів ефективних препаратів майже не існує. Втім, навіть, якщо ми зможемо швидко виявляти вірус, знайти ефективне лікування проти нього - важко.
Основний спосіб терапії вірусної інфекції - це невеликі молекули, які перешкоджатимуть розмножуванню вірусу всередині клітин.
Один з варіантів лікування COVID-19 - антивірусний препарат, розроблений для боротьби з Еболою.
Його дали першому пацієнту з коронавірусом у США, який одужав за декілька днів. Лікарі не були впевнені, що хворому допоміг саме цей препарат, який має назву ремдезівір. Але інші дослідження довели його ефективність проти коронавірусу Mers у мишей.
Цей антивірусний препарат має широкий спектр дії, тобто він блокує здатність розмножуватися в низці вірусів.
Застосування ремдезивіру у пацієнтів ще мають затвердити відповідні державні органи. Це ж дослідження також встановило, що препарат хлорохін, який застосовують для профілактики та лікування малярії, також є ефективним проти вірусу.
Наразі в Ухані триває клінічне випробування двох інших препаратів, які застосовують при лікуванні ВІЛ.
Проблема, однак, у тому, що антивірусні препарати не завжди допомагають. Вірус MERS вперше виявили у людей 2012 року, але й вісім років потому лікарі все ще не знайшли загально визнаного методу лікування.
Швидкість, з якою коронавіруси мутують, також означає, що вони можуть розвивати стійкість до антивірусних методів лікування.
Утім, вчені розглядають й декілька більш радикальних способів терапії. В одному з досліджень, опублікованих минулого року, йдеться по використання квантових точок, частинок розміром кілька нанометрів.
Вони мають незвичайні провідні властивості, спричинені квантовою механікою, які, здається, здатні гальмувати зараження клітин коронавірусами людини.
Водночас дослідники намагаються розробити вакцину проти нового коронавірусу. Якщо певна частина населення отримає імунітет проти вірусу за допомогою вакцини, розповсюдження хвороби можна контролювати.
Але швидкість мутацій коронавірусів ускладнюють розробку вакцини проти них. Адже щеплення орієнтують імунну систему на певну властивість вірусу, наприклад, білкову структуру на його оболонці.
Але якщо вірус постійно змінює свій вигляд, імунній системі важко розпізнати інфекції. Частково з цієї причини, ми не можемо розробити вакцину проти застуди.
Розробка вакцин - процес довгий і дорогий. Наприкінці січня Коаліція інновацій з готовності до епідемії (CEPI) виділила фармацевтичній компанії Inovio грант на суму 9 млн дол. Кошти підуть на розробку вакцини проти коронавірусу протягом 16 тижнів.
Втім, отримання правильної версії вірусу для вакцини часто потребує багато спроб.
"Для створення вакцини вчені переглядають послідовність для гена, який їх цікавить, або довжину послідовності ДНК і змінюють одну, дві або більше літер цієї послідовності ДНК", - пояснює Емілі Лепруст, керівниця компанії Twist Bioscience у Сан-Франциско, яка разом з Inovio працює над розробкою вакцини.
Завдання Twist Bioscience полягає у створенні великої кількості точних послідовностей ДНК, щоб допомогти прискорити процес.
Компанія також співпрацює з Університетом Вандербільта в рамках програми профілактики пандемії DARPA, метою якої є розробка вакцинотерапії протягом 60 днів від початку спалаху.
Ще один спосіб розробити вакцину - це виділити клітини пацієнта, який одужав від захворювання.
"Ці клітини обстежують на антитіла, і відтворюють їхні загальні ділянки, щоби перевірити активність та ефективність вакцини", - зазначає Лепруст.
Утім, поки що не має відповіді на питання, чи буде лікування чи вакцина розроблені протягом декількох місяців або це займе роки.
"Все, що можна зробити до того часу, каже Доннеллі", - це продовжувати стежити за вірусом і намагатися не допустити його поширення.