«Синька» и другие средства: как выиграть битву против коронавируса
Противостояние между людьми и патогенными организмами — самое древнее и продолжительное в истории человечества. Несмотря на все достижения науки, именно вирусы остаются самыми опасными и непредсказуемыми противниками. Почему от них так сложно защититься? И когда мы все-таки победим? Ученые рассказали об этом каналу «Наука».
Непобедимый враг
Все инфекции, которые мы получаем от животных, называются зоонозными. Оспу нам подарили верблюды, корь — собаки и волки, вирус гриппа — водоплавающие птицы, ВИЧ — обезьяны. Ну а коронавирус, ответственный за пандемию COVID-19, достался нам от летучих мышей из семейства подковоносых. Циркулируя в дикой природе, вирусы непрерывно мутируют. Изменчивость — самая главная причина, по которой мы никак не можем побороть вирусы. Но есть и другие.
Во-первых, вирусы — самая многочисленная биологическая сущность на планете. Общее число всех видов может достигать 1015 — квадриллион! Но из этого гигантского числа мы успели описать и изучить лишь несколько тысяч видов.
Во-вторых, с точки зрения эволюции вирусы — самые успешные паразиты на Земле. Они заражают абсолютно все виды живых существ. Их цель — воспроизведение своего генома в клетках хозяина. В своем стремлении размножаться они никогда не останавливаются.
В-третьих, в любую минуту вирус может сменить «прописку», то есть перескочить на другого хозяина. Человек не научился противостоять этому явлению и даже предсказывать его. Именно благодаря таким «скачкам» в нашу популяцию пришли все известные вирусные инфекции.
Почему же COVID-19 перешел в пандемию, спровоцировав небывалые карантинные меры? Он относится к числу самых опасных зоонозов, которые недавно сменили хозяина и к которым популяция еще не адаптировалась. Именно такие вирусы провоцируют вспышки наиболее тяжелых заболеваний, приводящих к смерти большого числа людей.
«Эта инфекция, которая достаточно агрессивно пришла к нам из мира животных, конечно, будет с нами еще долго. Я думаю, что это не один и не два сезона, но и, конечно, элиминировать ее из популяции людей будет уже чрезвычайно сложно», — говорит о COVID-19 доктор медицинских наук Людмила Цымбалова, руководитель отдела вакцинологии, заведующая лабораторией гриппозных вакцин, советник директора НИИ гриппа им. А. А. Смородинцева.
Все надежды на иммунитет?
Оружие против вирусов — сама иммунная система человека, которая тысячелетиями проходила естественный отбор на устойчивость к разным инфекциям. Однако в случае с коронавирусом SARS-CoV-2 (возбудителем пандемии COVID-19) произошло нечто непредсказуемое. Человеческий иммунитет порой срабатывает слишком сильно, и возникает цитокиновый шторм — одно из самых грозных, а порой летальных осложнений при коронавирусной инфекции. Так происходит, когда SARS-CoV-2 вмешивается в работу цитокинов — сигнальных молекул, которые первыми запускают иммунный ответ. Он приостанавливает их синтез на начальном этапе инфекции, а потом сильно ускоряет, что приводит к переизбытку некоторых сигнальных молекул, таких как интерлейкин-6.
«Происходит разбалансировка всего иммунного ответа. Клетки не понимают, что им делать: они все начинают работать и выделять эти цитокины. Тогда иммунная система перестает работать», — объясняет механизм цитокинового шторма доктор биологических наук Виталий Зверев, заведующий кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии Сеченовского университета, академик РАН.
Тема иммунитета к COVID-19 горячо обсуждается с тех пор, как 11 марта 2020 года ВОЗ объявила пандемию. Ученые и врачи надеялись, что переболевшие получат крепкую и длительную защиту от вируса. Однако первые же данные об уровнях антител выздоровевших, которые поступили из Китая, показали, что ожидания далеки от реальности. Оказалось, что в случае с вирусом SARS-CoV-2 схема классического антительного ответа нарушается. Высокий уровень антител типа G у выздоровевших вскоре снижается. Эта тенденция была описана учеными из Королевского колледжа Лондона. Они исследовали 65 англичан. У каждого из них на момент выздоровления в крови фиксировался высокий уровень нейтрализующих антител, но уже через три месяца он критически снижался.
«Уровни антител, которые представлены у большинства людей после натуральной инфекции, не очень высокие и не достигают даже того уровня, который позволит им перейти в категорию защищенных людей, если на них нападет новая инфекция», — отмечает доктор биологических наук Анча Баранова, профессор школы системной биологии Университета Джорджа Мейсона, США.
По словам Виталия Зверева, присутствие антител еще не гарантирует защиту от болезни: «Возьмем ВИЧ-инфекцию. Антител полно. Ко всем вирусным белкам. Но ни одно из этих антител не нейтрализует вирус. Человек пожизненно является носителем вируса, но антитела только свидетельствуют о заражении и никак не влияют на иммунитет».
На сегодняшний день ученым неизвестно, какой нужен титр антител, чтобы они были защитными. Впрочем, антитела — лишь верхушка айсберга. Более точную информацию о наличии иммунитета к болезни, по мнению ученых, дадут «клетки памяти», или так называемый Т-клеточный иммунитет. Его диагностика крайне сложна. Она проводится только в научных лабораториях на довольно дорогом оборудовании.
Опыт наблюдения за предыдущим коронавирусом из Китая — SARS — дает ученым повод для осторожного оптимизма. У переболевших отмечается достаточно продолжительный T-клеточный иммунитет — спустя 8–11 лет после заболевания они все еще защищены. «У нас, конечно, очень малый период наблюдения [а SARS-CoV-2]. То, что падает уровень антител в крови довольно быстро, еще не факт, что человек теряет иммунитет. У него остается еще T-клеточный иммунитет», — отмечает Людмила Цымбалова.
Судя по работам, которые уже сделали ученые в Китае, Америке и Швеции, Т-клетки и правда обнаруживаются у многих переболевших COVID-19. И даже у тех, кто перенес инфекцию бессимптомно. Однако не все ученые видят связь между присутствием в крови Т-клеток и наличием приобретенного иммунитета от коронавируса. «У нас нет данных о том, что клетки пробуждаются и начинают синтезировать высокий уровень антител на вторичный вызов (вторую волну. — Прим. ред.). Мы ждем, что они появятся. Когда? Когда люди попадут в ситуацию второго вызова таким же вирусом», — говорит Анча Баранова.
Кстати, эксперты дают позитивный прогноз о второй волне: она вряд ли превзойдет первую. Да и сама болезнь COVID-19 не такая опасная, как казалось в начале пандемии. Показатели смертности были пересчитаны в июле 2020 года учеными из Имперского колледжа в Лондоне: с пугающих 5–7% они опустились до уровня 0,4–2% в разных точках планеты.
«Синька» против COVID-19
На фоне пандемии была парализована почти вся научная работа, но не медицинская. Врачи по всему миру искали лекарства и составляли схемы лечения. Зачастую они были вынуждены экспериментировать, благо ВОЗ разрешила применять лекарства, созданные для лечения других болезней.
«Это было жестом отчаяния! Надо было найти хоть какое-то лекарство, которое бы помогало. В рекомендации попали препараты, которые были разработаны изначально для лечения гриппа, гепатита С, для иммунодепрессивных состояний. Полноцикловая разработка лекарства для лечения именно этого вируса займет слишком много времени. Мы просто не успеем спасти пациентов, которые нуждаются в помощи», — объясняет спешку кандидат биологических наук Анна Штро, заведующая лабораторией химиотерапии вирусных инфекций НИИ гриппа им. А. А. Смородинцева.
Поиск эффективных лекарственных средств против SARS-CoV-2 среди известных медицинских препаратов привел к неожиданным научным открытиям. Оказалось, что уничтожить новый коронавирус в организме человека может простая «синька»: раствор красителя метиленовый! Попробовать это старое и дешевое средство из «аптечки» онкологов решились специалисты Института кластерной онкологии имени Л. Л. Левшина Сеченовского университета, после того как к ним стали поступать пациенты с коронавирусной инфекцией. Ноу-хау? Не совсем.
«Мы просто вспомнили… Отечественные ученые использовали метиленовый синий как раз-таки для инактивации вируса, который вызывает птичий грипп. Мы решили начать изучать эту проблему, — рассказал один из авторов метода лечения, кандидат медицинских наук Артем Ширяев, врач-хирург, онколог Института кластерной онкологии имени Л. Л. Левшина Сеченовского университета. — Потом появились статьи китайских ученых о том, что метиленовый синий именно хорош в инактивации нового коронавируса. И мы, собственно, начали это пробовать на добровольцах. Первыми добровольцами были мы».
Важно: не спешите пить «синьку»! Это небезопасно! Да и дело не только в ней. Метиленовый синий относится к группе фотосенсибилизаторов. Это светочувствительные вещества, действие которых усиливается при воздействии света с определенной длиной волны. Такое свойство позволило успешно применять их в фотодинамической терапии для лечения разных видов онкологии.
«При облучении красным светом длиной волны 650 мм возникает фотодинамическая реакция: присутствующий молекулярный кислород переходит в свое синглетное состояние. Это очень активное состояние: разрушаются белки, которые находятся рядом, — объясняет один из авторов методики, доктор физико-математических наук Виктор Лощенов, профессор Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН. — С раковыми клетками происходит то же самое. Их убивает свет и молекулярный кислород, который переходит в синглетное состояние при поглощении света вот этим фотосенсибилизатором».
22 апреля 2020 года институт был перепрофилирован под COVID-19, а 24 апреля заявка на проведение клинического исследования на людях, направленная в локальный этический комитет Сеченовского университета, уже была одобрена. На следующий день пациентам, помимо стандартной схемы лечения, утвержденной Минздравом России, было предложено опробовать еще и экспериментальную — с применением метиленового синего.
Сам клинический эксперимент проводился с 25 апреля по 24 мая 2020 года. В нем приняли участие 43 пациента с подтвержденным диагнозом COVID-19 и с разной степенью поражения легких. А также 39 добровольцев: врачи, работавшие в «красной зоне», взрослые члены их семей, ученые, участвовавшие в разработке исследования. Никто из них за время эксперимента так и не заразился коронавирусом, а все пациенты были успешно излечены!
«Когда приходили пациенты с положительным тестом ПЦР на коронавирус, мы предлагали этот метод лечения через ингаляционное применение метиленового синего и облучение лазером ротоглотки и полости носа. На следующий день мы брали мазок у этих пациентов: тест на ПЦР. И у всех пациентов, которым мы провели данный тип лечения для эрадикации этого вируса, на следующий день мы получили отрицательный результат. То есть эрадикация вируса была у этих пациентов через сутки стопроцентная!» — рассказывает Артем Ширяев.
Начиная с XIX века «синька» применяется для лечения малярии, психозов, биполярного и нейродегенеративных расстройств. Работает как антидот при отравлении цианидами, угарным газом и сероводородом. Обладает доказанным обеззараживающим, противовоспалительным и даже противовирусным свойством. Так что у разработки российских онкологов была научная база. Тем не менее они очень осторожны в своих выводах. «Ни о каком эффекте пока мы не имеем права говорить, потому что сделаны лишь первые испытания. На добровольцах зафиксирован некий результат. Давайте будем очень осторожными и пока будем говорить, что да, есть повод для углубленных исследований», — говорит доктор медицинских наук Игорь Решетов, директор Института кластерной онкологии имени Л. Л. Левшина.
Ученые подали заявку на грант. Если выиграют, планируют потратить средства на организацию совместного исследования с НИИ медицинской приматологии в городе Сочи, чтобы сначала изучить противовирусные эффекты метиленового синего на иммунной системе обезьян. Если этот метод профилактики сработает, возможно, и вакцина будет неактуальна.
Битва вакцин
По данным ВОЗ, в мире разрабатывается около 200 вакцин от коронавируса. 11 августа Минздрав России зарегистрировал первый в мире препарат для профилактики коронавирусной инфекции — «Спутник V». Никогда ранее ученым не удавалось создать прививку от новой болезни так быстро! Будет ли она эффективной и безопасной? Это, пожалуй, один из самых горячих вопросов для дискуссий в медицинском сообществе.
«Да, такого опыта мирового, чтобы за полгода новая инфекция получила вакцину, — нет. А есть шанс, что повезет? Есть. Эпидемиология — это наука шансов. Это степени рисков. Насколько у вас большой шанс, что так это случится? Маленький. Но значит ли это, что этим не заниматься? Наверное, нет. Вопрос, будет ли она защищать, абсолютно открыт», — говорит доктор медицинских наук Михаил Фаворов, врач-инфекционист, международный эксперт в области общественного здравоохранения, эпидемиологии и лабораторной диагностики.
Несмотря на все опасения и вопросы к разрабатывающимся препаратам, многие ученые считают, что вакцинная гонка 2020 года — событие действительно беспрецедентное. Человечество впервые пытается победить вирус и остановить пандемию. Оно уже подошло к решению этой проблемы гораздо ближе, чем все ученые и врачи в предыдущие века.
Подробнее об этом в фильме канала «Наука».