Эбола еще один вирус из лаборатории

Factfulness: Ten Reasons We’re Wrong About the World--and Why Things Are Better Than You Think, ISBN-10: 1250107814

По данным Минздрава Демократической Республики Конго, на начало декабря этого года в стране зарегистрировано 3201 подтвержденных случаев заболевания лихорадкой Эбола, 2209 заболевших умерли.

Сергей Нетёсов, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией биотехнологии и вирусологии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета, член-корреспондент РАН

Африканский вирус оказался более актуальным, чем российские

Возбудитель лихорадки — вирус Эбола — впервые был обнаружен в 1976 году во время вспышки болезни в районе реки Эбола, протекающей между тогдашним Заиром (ныне Демократическая Республика Конго) и Суданом.

Если рассмотреть хронику создания вакцины против вируса Эбола и современное состояние дел в этой области в мире и в России, то становится понятным, как это поможет всем нам.

Вирус Эбола был впервые идентифицирован в 1976 году во время крупной вспышки вызванного им заболевания в Судане и тогдашнем Заире (теперь Демократическая Республика Конго; ДРК). Поскольку такие вспышки позднее случались не каждый год и их охват в несколько последующих лет был намного меньше, то ученые ограничились в те времена лишь разработкой иммуноферментных диагностикумов на ее маркеры.

Правда, основные фундаментальные исследования были проведены, в том числе секвенирование генома этого возбудителя, причем российские ученые здесь были одними из первых, включая вашего покорного слугу.

В 1990-е, а особенно в 2000-е годы масштаб и число вспышек заметно увеличились, и некоторые лаборатории в США и Канаде начали разработки и вакцинных препаратов, и средств лечения, а также диагностикумов нового типа на основе полимеразной цепной реакции. Однако для проведения полного цикла доклинических испытаний вакцинных препаратов необходимы весьма значительные средства, а с учетом особой опасности этой инфекции значительную часть таких работ необходимо проводить в лабораториях высшего, четвертого уровня биобезопасности. Ввиду этих причин полного цикла доклинических исследований перспективных, кандидатных, как говорят специалисты, вакцин против Эбола-вирусной инфекции до 2014 года так и не было завершено ни в одной из лабораторий мира.

По самым последним данным, природным резервуаром вируса Эбола вернее всего являются фруктоядные летучие мыши. Три вида таких мышей (Hypsignathus monstrosus, Epomops franqueti и Myonycteris torquata) могут быть носителями вируса без признаков заболевания. Из 24 видов растений и 19 видов позвоночных, экспериментально зараженных вирусом Эбола, удалось заразить только летучих мышей. Причем они не заболели, а просто несли в себе вирус в течение долгого времени. В обследовании в 2002–2003 годах 1030 животных, включая 679 летучих мышей из Габона и Республики Конго, только 13 фруктоядных мышей несли этот вирус. Кроме того, фрагменты вируса Эбола выделяли из тканей некоторых умерших западноафриканских равнинных горилл и центральноафриканских шимпанзе, которые иногда питаются фруктоядными летучими мышами. Что еще более важно, фрагменты РНК вируса Эбола были выявлены у клинически здоровых летучих мышей разных видов. Это означало, что летучие мыши могут быть носителями вируса без признаков заболевания, то есть хроническими носителями. А это и есть главное условие поддержания циркуляции вируса Эбола в природе.

Неожиданная по размаху, месту возникновения и продолжительности вспышка этого заболевания 2014 года в Гвинее, Сьерра-Леоне и Либерии сдвинула ситуацию с места. И уже в конце 2015 года несколько лабораторий и научно-исследовательских институтов в США, Канаде и некоторых других странах объявили о завершении доклинических испытаний нескольких кандидатных, вакцинных препаратов.

О создании прототипной вакцины объявили и у нас в России. Первыми были публикации группы ученых из НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи Министерства здравоохранения России о разработке живой вакцины на основе рекомбинантного аденовируса. Однако к этому времени и сама вспышка закончилась, так что испытывать эти вакцины в полевых условиях реальной эпидемии стало негде.

В том же 2018 году, и опять неожиданно, началась вспышка Эбола-вирусной инфекции в ДРК. Как оказалось, один из вакцинных препаратов, разработанный на основе рекомбинантного живого вируса везикулярного стоматита, прошел к этому времени ограниченные клинические испытания в США.

От человека к человеку вирус передается при попадании вируссодержащих жидкостей от больных людей или инфицированных животных на слизистые оболочки или на микротравмы на коже. У больных и умерших концентрация этого вируса в крови и на слизистых оболочках необычайно велика и достигает 10 млн вирусных частиц на 1 мл. Поэтому близкое общение с больным с большой вероятностью приводит к заражению. Наконец, уже выздоровевший человек может нести в себе вирус (в семени мужчин, в грудном молоке женщин) до одного года после выздоровления.

Фото: Артем Геодакян / ТАСС

Производит сейчас этот препарат под названием Ervebo всемирно известный фармгигант MSD (Merck, Sharp and Dohme). Вследствие этого Всемирная организация здравоохранения совместно с правительством ДРК приняли решение о начале клинических испытаний данной вакцины прямо в очаге инфекции.

В настоящее время выявлено пять таксономических видов вируса Эбола, которые отличаются друг от друга процентом летальности. Штаммы вида Заир, которые и циркулируют сейчас в Демократической Республике Конго, самые опасные — со смертностью до 80%.

К настоящему времени, по данным сайта promedmail.org, этой вакциной привито уже более 250 тыс. человек из числа контактных лиц. По имеющимся данным, ни один из вакцинированных не заболел. Однако вспышку пока остановить не удалось, поскольку она развивается в зоне военного межплеменного конфликта, и даже просто находиться там опасно: были случаи убийств местных и иностранных врачей, да и противодействие вакцинации части населения тоже имеет место.

Между тем американская же компания Johnson & Johnson довела до клинических испытаний другую, двухкомпонентную вакцину на основе рекомбинантных аденовируса и вируса осповакцины, производящих при инъекции в организм антигенно значимые белки вируса Эбола. И в середине ноября эта вакцина также была разрешена ВОЗ для проведения полевых испытаний в ДРК, которые в ноябре же и начались.

В России за последнее десятилетие не было ни одного больного эболавирусной инфекцией. В то же время за эти же годы у нас в стране были десятки тысяч больных другими, домашними вирусными инфекциями (ветряная оспа, ротавирус, респираторно-синцитиальный вирус, метапневмовирус, вирусы парагриппа и другие) и сотни умерших от них.

Может, пора вспомнить про эти патогены и начать, наконец, разработки и производство вакцин против них, гораздо более актуальных для России инфекций?

Российский государственный научно-исследовательский центр вирусологии в сибирском городе Кольцово располагает одной из крупнейших коллекций опасных вирусов в мире. Во время холодной войны сотрудники лаборатории занимались разработкой биологического оружия и средств защиты от него, и, как сообщается, в лаборатории среди прочих вирусов хранились опасные штаммы черной оспы, споры сибирской язвы и вирус, вызывающий лихорадку Эбола.

Так что прозвучавший в понедельник взрыв серьезно встревожил многих.

По данным российских независимых СМИ, взорвался газовый баллон, когда в лаборатории шел ремонт. В результате вспыхнувшего пожара площадью 30 квадратных метров от ожогов серьезно пострадал один из сотрудников. По сообщениям, взрывной волной были разбиты стекла по всему зданию, а огонь стремительно распространился по вентиляционной системе.

В мире остались только две лаборатории, где до сих пор хранятся образцы черной оспы: это российская лаборатория Кольцово и еще одна — в Соединенных Штатах. Последний случай заражения черной оспой в естественных условиях был зарегистрирован в 1977 году.

Так-то оно так, но для хранения смертельных патогенных микроорганизмов, вроде оспы, уставлен очень строгий порядок. Мэр города заявил, что случившееся не представляет никакой угрозы для населения, а представитель центра заверил, что в кабинете, где произошел взрыв, не было никаких опасных патогенных микроорганизмов. (Разумеется, официальные сообщения российских властей об опасных инцидентах не всегда в точности соответствуют действительности.)

Смогут ли опасные болезни покинуть лабораторию и заразить население? Почти наверняка — нет; подавляющее большинство несчастных случаев в лабораториях, даже очень серьезных, не становятся причиной болезней, и еще ни один из них не вызывал пандемию среди людей.

Но это не означает, что мы не должны быть все время начеку. Сами по себе взрывы относительно редки, между тем катастрофические аварии с выбросом опасных патогенов на удивление крайне распространенное явление — и не только в России, но и в Соединенных Штатах и Европе. Начиная со случайного заражения оспой и сибирской язвой и заканчивая ошибочным переносом смертоносных штаммов гриппа — подобные оплошности в работе с рядом наиболее опасных веществ в мире происходят сотни раз в год.

Что с этим делать? Разумеется, сворачивать исследования в области вирусологии и патогенов — исследования, которые спасли бесчисленное количество жизней — не стоит. Так, именно благодаря изучению вируса Эбола исследователи смогли разработать нынешний набор методов лечения, которые способны сделать эту болезнь, некогда считавшуюся смертным приговором, вполне легкой и излечимой.

Смертельные случаи

В 1977 году в природе был диагностирован последний случай заболевания черной оспой. Это был финальный аккорд многолетней кампании по искоренению оспы — смертельной инфекционной болезни, которая убивает примерно 30 процентов тех, кто ею заразился. На протяжении столетия, предшествовавшего ее уничтожению, от оспы умерло около 500 миллионов человек.

Однако в 1978 году произошла новая вспышка болезни — в Бирмингеме (Великобритания). Джанет Паркер (Janet Parker) работала фотографом в медицинской школе Бирмингема. Когда у женщины появилась ужасающая сыпь, врачи поначалу диагностировали ей ветряную оспу. Но Паркер стало хуже, и ее отправили в больницу, где анализы показали черную оспу. Женщина скончалась через несколько недель.

Как же она заразилась болезнью, которая, как считалось, полностью побеждена?

Может ли что-то подобное случиться сегодня?

В 2004 году в той же российской вирусологической лаборатории, которая на днях пострадала от взрыва, произошел еще один инцидент: один из ученых умер после случайного заражения лихорадкой Эбола. Россия признала этот факт лишь несколько недель спустя.

Исследования вирусов помогают разрабатывать лекарства и понять, как прогрессирует заболевание. Мы не можем обойтись без этих исследований. К тому же есть много мер предосторожности, которые гарантируют, что то или иное исследование не угрожает людям. Но, как показывает долгая череда инцидентов, начиная с 1978 года вплоть до взрыва, произошедшего в понедельник в России, порою эти меры предосторожности не срабатывают.

Как патогены могут оказаться за пределами лаборатории

Изучение патогенов и токсинов позволяет разрабатывать вакцины, диагностические тесты и методы лечения. Новые биологические методы также позволяют проводить более спорные формы исследований, в том числе делать болезни более заразными или смертоносными — чтобы предсказать то, как они могут мутировать в естественных условиях.

Таким образом, это исследование действительно может играть важную роль и быть ключевым фактором в общих усилиях по защите здоровья общества. К сожалению, учреждения, выполняющие такого рода работу, не избавлены от серьезного риска: человеческой ошибки.

Смерть от оспы в 1978 году, как показало большинство анализов, стала результатом небрежности — недобросовестного соблюдения техники безопасности в лаборатории и плохо спроектированной вентиляции. Большинство людей хотели бы думать, что сегодня такая халатность не допустима. Однако нельзя сказать, что страшные аварии — вызванные человеческими ошибками, сбоями в программном обеспечении, плохим обслуживанием оборудования и сочетаниями всех вышеперечисленных факторов — полностью остались в прошлом, доказательством тому служит инцидент в России.

В 2014 году, когда Управление по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) проводило уборку для запланированного переезда в новый офис, сотни бесхозных пузырьков с образцами вируса были обнаружены в картонной коробке в углу холодильной камеры. Шесть из них, как оказалось, были пузырьками с оспой. Никто их не проверял; никто не знал, что они там находились. Они могли храниться там с 1960-х годов.

В панике ученые сложили материалы в коробку, запечатали их прозрачной упаковочной лентой и отнесли в кабинет руководителя. (По технике безопасности так нельзя обращаться с опасными биологическими материалами.) Позднее обнаружилось, что целостность одного из флаконов была нарушена — к счастью, в нем не содержался смертельный вирус.

Инциденты 1978 и 2014 годов, равно как и катастрофа в России, привлекли к себе особое внимание потому, что были связаны с черной оспой, однако случаи непреднамеренной утечки контролируемых биологических агентов на самом деле довольно часты. Каждый год имеют место сотни подобных инцидентов, хотя не все из них связаны с потенциально пандемическими патогенами.

В 2014 году исследователь случайно заразил довольно безвредный птичий грипп гораздо более опасным штаммом, который был помещен с ним в одну пробирку. Затем смертельно опасный птичий грипп через всю страну переправили в лабораторию, у которой не было разрешения на обработку такого опасного вируса: там он использовался для исследования кур.

Отметим, что подавляющее большинство этих ошибок никогда не приводит к заражению людей. И хотя число 1059 не может не впечатлять, на самом деле речь идет о довольно низком уровне несчастных случаев — работа в лаборатории с контролируемыми биологическими агентами считается довольно безопасной по сравнению со многими профессиями, такими как перевозчик грузов или рыбак.

Правда, автомобильная авария или инцидент на море в худшем случае убьет несколько десятков человек, в то время как жертвами инцидента с пандемическим патогеном потенциально могут быть несколько миллионов. Принимая во внимание высокие ставки и наихудшие сценарии, сложно — при взгляде на эти цифры — заключить, что наши меры предосторожности против катастрофических бедствий достаточны.

Сложности в безопасном обращении с патогенами

Почему в ходе лабораторных исследований так сложно избегать подобного рода ошибок?

Имеющийся у CDC перечень сообщений о сбоях в соблюдении мер предосторожности помогает ответить на этот вопрос. Ошибки приходят по самым разным причинам. С тревожной частотой люди совершают манипуляции с живыми вирусами, полагая, что им дали вирусы деактивированные.

Эти проблемы возникают не только в США. Недавнее расследование, проведенное в Великобритании, показало следующее:

в период с июня 2015 года по июль 2017 года в специализированных лабораториях произошло более 40 несчастных случаев, то есть с частотностью один раз в две-три недели. Помимо нарушений, которые вызвали распространение инфекций, были совершены и грубые ошибки — например, использование вируса денге, который ежегодно уносит жизни 20 тысяч человек во всем мире; кроме того, персонал, работавший с потенциально смертельными бактериями и грибами, не предпринимал соответствующих мер безопасности; и был зарегистрирован один случай, когда студенты в Университете Западной Англии, сами того не зная, изучали живые микробы, вызывающие менингит, которые, по их мнению, должны были погибнуть в результате термической обработки.

Легко понять, почему эти проблемы трудно решить. Введение дополнительных правил для тех, кто занимается патогенными микроорганизмами, не поможет, если обычно заразу подхватывают те, кто с патогенными микроорганизмами не работает. Введение новых правил на федеральном и международном уровнях не поможет, если эти правила не будут последовательно соблюдаться. И если в стандартах по сдерживанию по-прежнему имеются неопознанные технические недостатки, как мы узнаем о них до тех пор, пока их не выявит тот или иной инцидент?

Именно эти тревожные размышления в последнее время снова звучат в новостях, поскольку правительство США одобрило исследование, направленное на то, чтобы сделать некоторые смертоносные вирусы гриппа более вирулентными, то есть облегчить их распространение от человека к человеку. Вовлеченные исследователи хотят подробнее изучить явления трансмиссивности и вирулентности, чтобы лучше подготовить нас к борьбе с этими болезнями. Лаборатории, проводящие такие исследования, предприняли необычные шаги для обеспечения их безопасности и снижения риска вспышки.

Липсич не считает, что мы должны ужесточать стандарты для большинства исследований. Он утверждает, что наш нынешний подход, хотя показатель его ошибок никогда не будет равен нулю, является неплохим балансом научных и глобальных усилий в области здравоохранения и безопасности — это справедливо для большинства биологических исследований патогенов. Но, отмечает он, в отношении наиболее опасных патогенов, которые могут вызвать глобальную эпидемию, этот расчет не действует.

До сих пор политика биобезопасности слишком часто носила реактивный характер: ужесточение стандартов предпринималось после того, как что-то шло не так. Учитывая потенциальные сценарии бедствий, этого явно недостаточно. Сделать наши лаборатории более безопасными чрезвычайно сложно, но, когда дело доходит до самых опасных патогенных микроорганизмов, мы просто обязаны принять этот вызов.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

В конце августа число жертв вируса Эбола в Демократической Республике Конго (ДРК) достигло 2 тыс. человек, и остановить распространение болезни до сих пор не удалось. Эболой пугают, как пугали раньше атипичной пневмонией или птичьим и свиным гриппом. Кажется, что глобализация с ее массовым туризмом и кочующими по мировым столицам экспатами помогает смертоносным инфекциям. Но пример Эбола показывает, как на пути вирусов встают социальные барьеры.

Болезнь передается людям от диких животных и далее от человека к человеку и в среднем летальна для 50% заболевших. Лекарства нет, вакцины еще не прошли достаточного для констатации надежности количества испытаний, помочь может только поддерживающая терапия. Эбола появилась не вчера: первая вспышка началась в ДРК в 1976 году. Вирус оказался идеален для тропической страны с крайним уровнем бедности и непрекращающимся вооруженным насилием.

История конфликта в ДРК и окружающих ее странах длинна и чудовищна, но в данном случае важны не столько жестокости войны, сколько ее последствия. В стране практически нет асфальтовых дорог, нет технологий учета и массового информирования населения, без которых невозможна корректная эпидемиологическая работа. Люди питаются очень скудно, в их рационе присутствует мясо диких животных, которое служит переносчиком вируса (его естественными носителями, судя по всему, являются летучие мыши семейства Pteropodidae, а они уже заражают шимпанзе, горилл, лесных антилоп и дикобразов). Ну а традиционные погребальные обряды конголезцев предполагают плотный контакт с телом умершего — даже объятия.

Ключом к локализации эпидемии является своевременная диагностика и изоляция больных. Умерших необходимо хоронить, избегая какого-либо контакта с живыми. Даже успешно выздоровевшие могут долго оставаться заразными — ВОЗ рекомендует им воздержание в течение трех месяцев, указывая на риск заразить партнера. Медики при работе с больными должны следовать протоколу для избежания контактов с заразными жидкостями. Мытье рук и дезинфекция обязательны, но они обязательны для всех и всегда. Поддерживающая терапия включает обильное питье либо внутривенное введение жидкости, а также сбалансированное питание. Простые правила, почти автоматически соблюдаемые в жизни современного городского жителя, становятся невыполнимыми в центре вспышки инфекции.

То же касается и контроля заболеваемости. Университет Женевы еще в 2017 году сообщил о разработке достаточно надежной вакцины: она безопасна, сама по себе не может вызывать заболевание, лабораторные испытания на обезьянах прошли очень успешно. Однако, чтобы вакцина стала по-настоящему работающей, а ее действие в масштабе популяции предсказуемым, нужны контролируемые масштабные испытания на людях. Медики должны попробовать различные дозировки, чтобы установить минимально достаточную. Привитых нужно регулярно осматривать, чтобы выявить, на всех ли действует препарат, и наблюдать несколько лет после прививки, чтобы понять, насколько долго сохраняются введенные антитела. Все эти действия не представляют угрозы для испытуемых, однако в стране с необразованным населением, охваченной гражданской войной, они попросту невозможны.

Проблема не ограничивается вирусом Эбола: региональный директор ВОЗ в Африке доктор Матшидизо Моэти пишет, что от кори в ДРК погибло больше людей, чем от Эболы, и почти все жертвы — дети. В стране распространены малярия и ВИЧ.

Fake news в тропиках

В Швейцарии, ученые и волонтеры которой активно участвуют в борьбе с эпидемией, единственный прибывший в страну больной содержался в специальном боксе в университетском госпитале в Женеве, выжил и находился под наблюдением после выздоровления. В ДРК, где даже общая численность населения неизвестна, а дети умирают раньше, чем их успели зарегистрировать, надеяться на установление контроля над болезнью пока не приходится.