Сигизмунд Миронин
Коронавирус: факты, суждения, заблуждения и ошибки
Введение
Распространяющаяся по планете пандемия коронавируса и действия общества в ответ на ее угрозу, а также постоянное лукавство властей заставили меня написать эту работу. Кроме того, в последние дни усилилась критика российских властей в связи с введением режима самоизоляции. Одни говорят, что это верно, другие – что не правильно. Но все дело в том, что ни те ни другие не представляют себе, как же развивается эта болезнь. По мнению Северина, мы живём в ситуации, когда никто ничего не понимает (1, ссылки обозначены цифрами и приведены в конце).
Я попытаюсь объяснить особенности ее протекания в той мере, в какой я знаю гистологию, патанатомию клеточную биологию, молекулярную биологию и вирусологию. Думаю, что обобщение опыта, накопленного во время пандемии коронавируса, насущно необходимо. Но, вроде бы, для этого требуется, чтобы пандемия закончилась и все нюансы стали доступны для анализа. Почему же книга публикуется сейчас, когда эпидемия ещё не закончилась? Как говорят, дорого яичко ко Христову дню. Такая книга нужна именно сейчас, так как знание – сила и книга может помочь спасти несколько добавочных жизней в следующую, а может и в эту эпидемию. Кроме того после окончания эпидемии все будут стучать себя кулаками в грудь и говорить, что именно их подход был единственно правильным. После завершения эпидемии официоз будет трубить победу. Ученые будут оглядываться на официоз. Фомы неверующие будут говорить, что эта пандемия не страшнее гриппа. Проверить все сможет только история, но она быстро забывается, особенно ошибки и заблуждения, которые будут вычеркнуты из истории. Книги будут писать официальные лица, которые вспомнят только свои победы, забыв о поражениях. А зря. Казалось бы, что мешало европейцам принять во внимание уроки эпидемий Гонконгского гриппа, тяжёлого о́строго респирато́рного синдро́ма…? Так нет же, Корея, Китай, Тайвань, Сингапур эти уроки учли, а вот европейцы о них забыли. А ведь за последние 50 лет нынешняя пандемия не первая – в 1968 году был ещё и Гонконгский грипп. Однако в тогдашних СМИ эта пандемия не вызвала такого отклика как новый коронавирус. “Во всем мире – пишут в Интернете (2) – жертвами Гонконгского гриппа (не путать с азиатским, появившемся на 10 лет раньше) стало около миллиона человек. В одной только Франции он унес жизни 31 тысячи человек. Вирус появился в Китае в июле 1968 года, но сильнее всего почему-то внедрился именно в Гонконге, где им заразилось 15 % населения (около полумиллиона человек). Из Гонконга эпидемия быстро распространилась на всю Юго-Восточную Азию, Индию и Австралию. В Японии почему-то зараза буйствовала не так сильно – заболевших там было немного, как и умерших от последствий гриппа….За зиму 1968–1969 годов вирус добрался до Северного полушария. В США его завезли солдаты, воевавшие во Вьетнаме. За три месяца Гонконгский грипп убил 50 тысяч американцев. В 1969 году эпидемия перекинулась на Европу, однако, особого ажиотажа не вызвала. Карантин объявлять не спешили, несмотря на то, что во Франции и Германии из-за большого количество заразившихся закрылось много школ и магазинов. После летней паузы 1969 года, в зиму 1969–1970 годов начался новый виток эпидемии. Во Франции сообщалось о 17 тысячах подтвержденных смертей от Гонконгского гриппа. В ГДР было около 40 тысяч умерших. По оценкам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) во всем мире от Гонконгского гриппа умерло около 1 миллиона человек. Эпидемия 1968–1970 годов стала, таким образом, третьей пандемией 20 века после испанского (от 20 до 40 миллионов умерших в 1918–1920 годах) и азиатского гриппа (2 миллиона жертв в 1957 году). Политики не обратили на пандемию особого внимания, все были заняты майскими событиями 1968 года, И ученые не били тревогу. В октябре 1969 года ВОЗ провела конференцию в американской Атланте, чтобы подвести итоги эпидемии. Было решено, что грипп побежден. Однако за последовавшие за этим месяцы новыми жертвами вируса стали тысячи людей. Настоящие итоги Гонконгского гриппа были подведены только в 2003 году. Возникает вполне закономерный вопрос: почему во время Гонконгского гриппа не было такого ажиотажа вокруг эпидемии, как это происходит сейчас в связи с коронавирусом? К. Чапек в своем романе «Белая болезнь» уже описал сходную ситуацию.
Почему именно я написал книгу? Но если не я, то кто же? Не претендуя на экспертную оценку, я, имея медицинское образование и опыт работы в области клеточной биологии, внимательно изучил доступную информацию по коронавирусу. Я профессионально занимался исследованием взаимодействия вирусов с клетками (есть публикации на английском языке) и являюсь соавтором двух книг по медицинскому страхованию (3, 4) и думаю, что, если я не напишу правду о коронавирусе, то никто ее не напишет. Кроме того, я не завишу финансово от властей России. Данная работа не научное исследование, а скорее дайджест, созданный путем прогулок по просторам Интернета и анализа собственных наблюдений очага поражения в Милане. Я тщательно изучил Временные методические рекомендации Российского МЗО по коронавирусу. Понять, как лечить конкретного больного и как ставить диагноз, из них очень трудно. Четкий алгоритм отсутствует. Там всё о всём. Я попытался здесь написать все проще и понятнее.
Книга будет очень интересна всем россиянам, поскольку огромная масса информации, сообщавшаяся по итальянскому телевидению, в российские газеты не попала и никогда не попадет. Работа подготовлена как дайджест научной литературы, материалов Интернета и собственного анализа информации полученной во время нахождения в центре карантина в Милане, просмотра итальянского телевидения, чтения итальянских газет, разговоров с итальянскими и (по телефону) российскими врачами и собственного анализа полученных данных. Я проверял информацию по Италии у жены. Она постоянно смотрела итальянский телевизор. Там шла официальная информация. Кроме того журналисты обычно дают ссылки. Если она указывала на научный журнал, то я научную статью скачивал и тщательно анализировал. Тем не менее, во многом излагаемая здесь информация, особенно факты, взятая из Интернета или других СМИ, требует проверки.
Строение коронавируса
Если излагать совсем просто, то вирусы – это агрегаты белков и нередко липидов, содержащее нуклеиновые кислоты в качестве хранителей наследственной информации и способные размножаться только в живых клетках, используя их белковые машины. Коронавирус SARS-CoV-2 – это РНК-содержащий вирус. Кроме него наиболее важным заболеваниями человека, вызываемыми РНК-вирусами являются вирусы, вызывающие геморагическую лихорадку Эбола, ТОРС, бешенство, простуду (или острое респираторное заболевание), грипп, гепатит C, гепатит E, лихорадку Западного Нила. Коронавирусы – это семейство вирусов, объединённых в два подсемейства, которые поражают человека и животных. Название связано со строением вируса, шиповидные отростки которого напоминают солнечную корону.
Коронавирус SARS-CoV-2 представляет из себя частицу диаметром около 80 нм, окруженную одной биологической мембраной, которая построена из двух обращенных друг к другу гидрофобными цепями слоев липидов. Каждый слой состоит из расположенных в одной плоскости молекул. На поверхности вирусной частицы (вириона) имеются шипы, похожие на зонтики с утолщением на конце. Эти шипы делать проекцию вириона похожей на корону. Интересно, что ретровирусы тоже имеют корону. Имеется одна работа из Индии, где в электронном микроскопе показан этот коронавирус после негативного окрашивания (5).
Внутри вируса имеется белковый кристалл или капсид, который содержит одну достаточно длинную цепь рибонуклеиновой кислоты (РНК). РНК – это цепь, состоящая из из 4 нуклеотидов, в последовательности которых записана информация о последовательности аминокислот в белках
Аналогией генетического кода может служить азбука Морзе где пауза, длинная пауза короткий и длинный сигналы кодируют буквы, а мы уже из букв строим слова. Эти сигналы азбуки Морзе – аналоги нуклеотидов, а комбинации сигналов – аналоги так называемых триплетов, последовательностей из трех нуклеотидов, которые кодируют буквы, то бишь аминокислоты). Эта РНК является положительной цепью. То есть, она похожа на информационные РНК, на которых синтезируются белки животных клеток (см. упрощенное изложение генетических вопросов в 6).
Выполненный в ходе пандемии трехмерный высокого разрешения анализ коронавируса показал, что тонкая ножка шипов внедрена в мембрану с помощью особого гидрофобного участка. Кроме этих шипов имеются белки, тоже встроенные в саму мембрану, но не образующие шипов. На конце шипов располагается агрегат белков, включая и таких, которые не встроены в липидную мембрану вируса. Кристалл окружен биологической двухслойной липидной мембраной, в который закреплены белковые комплексы, имеющие сходство с зонтом. Ножка зонтообразного шипа коронавируса погружена в липидный двойной слой.
Вирусная липидная (жировая) мембрана окружает особый белковый агрегат, который включает в себя также цепь РНК, в которой зашифрована наследственная информация а именно, строение белков коронавируса. То есть, коронавирус SARS-CoV-2 относится к РНК-содержащим вирусам, то есть его геном состоит из РНК. Для того, чтобы вирус начал размножаться, необходимо, чтобы геномная РНК была преобразована в более короткие матричные или информационные РНК, с которых уже считывается информация во время синтеза этих белков. Было подтверждено наличие 9 предсказанных информационных РНК, каждая из которых несет в себе информацию о строении одного вирусного белка, и определено, на каком месте общей геномной РНК находится каждый из генов (7).
Происхождение и миграция коронавируса во время пандемии
Информация о переносе коронавируса в ходе развития пандемии очень противоречива. То ли коронавирус попал в Италию через Германию и Сингапур, то ли из Ирана. Были попытки реконструировать маршруты распространения инфекции на севере Италии. Но они не увенчались успехом. Я не буду приводить детали. Оми мало интересны. На данный момент до конца так и не понятен источник и происхождение вируса SARS-CoV-2. Сначала власти Китая утверждали, что вирус распространился не из пробирок ученых, а из организма змей. Затем некоторые китайские ученые высказали предположение, что смертельно опасный коронавирус мог появиться на свет в исследовательской лаборатории, расположенной в шаговой доступности от печально известного рынка диких животных в городе Ухань, откуда и началась нынешняя эпидемия. В лабораториях центра удерживали зараженных животных, включая 650 летучих мышей. Наконец, были проанализированы 254 генома (полных последовательностей нуклеотидов РНК) коронавирусов, в том числе те 244 генома SARS-CoV-2, которые были изолированы у людей. Еще девять были найдены в китайских панголинах, которых подозревают в качестве промежуточных хозяин. Один геном был найден в Rhinolophus affinis – одном из видов летучих мышей. Коронавирус человека соответствует вирусу Rhinolophus affinis. на 96, 2 %. Генеалогическое древо показывает, что вирусы превратились в 3 различных типа. Тип А больше всего похож на коронавирус летучих мышей. Тип B вскоре развился из типа А. Вирусы отличаются 2 мутациями. Еще одна мутация привела к развитию типа С типа В. Согласно анализу генеалогического древа, тип B преобладал в Ухане. Это наиболее распространенный тип в Восточной Азии. Типы A и C распространились в Европе, Австралии и Америке. Тип C также распространен и в Сингапуре (8).
По мнению китайских учёных (Journal of Medical Virologyruen от 22 января 2020 года), новые вирусы появились ориентировочно два года назад от летучей мыши и китайских змей. Однако ряд исследователей в статье, опубликованной в журнале Nature, оспаривает подобный вывод китайских учёных и утверждает, что вирус произошел от млекопитающих и птиц. Это говорит о том, что убедительных доказательств естественного происхождения вируса нет. Оказалось, что геном вируса, выделенного у группы пациентов с атипичной пневмонией из Уханя, на 89 % совпадает с вирусом летучих мышей под названием SARS-like-CoVZXC21 и на 82 % – с человеческим вирусом SARS-CoV-1, эпидемия которого случилась в 2002–2004 годах. По этой причине вирус получил название SARS-CoV-2. Также геном вируса совпадает на 96 % с геномом вируса летучих мышей RaTG1 (9, 10). Однако затем ученые из Глазго в Шотландии показали, что летучие мыши как носители коронавирусных инфекций не представляют большей угрозы по сравнению с другими животными (11)
Изменчивость коронавируса
За время распространения по миру коронавирус мутировал (изменился). Исходный тип вируса оказался наиболее распространен в Австралии и США. Ученые назвали его «типом А». Позже он мутировал в «тип В», который и вызвал эпидемию в Китае. У жителей Европы чаще встречается «тип С», который является дочерним от «типа В» (12).
Считалось, что РНК вирусы имеют очень высокую частоту мутаций по-сравнению с ДНК-вирусами, то есть теми вирусами, у которых наследственная информация записана в ДНК. И это, мол, одна из причин того, почему так трудно сделать эффективную вакцину для предотвращения болезней, вызываемых РНК-вирусами. Однако оказалось, что SARS-CoV-2 мутирует в восемь-десять раз медленнее вирусов гриппа. Пока ученые зафиксировали всего 11 изменений на 30 тысяч нуклеотидный пар. Поэтому симптомы и тяжесть протекания заболевания определяются не штаммом вируса, а больше зависят от состоянии здоровья и иммунной системы. Таким образом,"мягкой версии" коронавируса, скорее всего, не существует (13, 14).
Другие ученые выяснили, что с момента вспышки коронавируса в Китае в декабре 2019-го появилось восемь новых штаммов."Вирус мутирует так медленно, что его штаммы очень похожи друг на друга", – сказал профессор кафедры медицины и инфекционных заболеваний Калифорнийского университета в Сан-Франциско Чарльз Чиу.
По данным специалистов, коронавирус мутирует (изменяется) в 8-10 раз медленнее вирусов гриппа (15).
Такую же информацию также озвучила главный санитарный врач РФ А. Попова во время ее интервью Познеру (она там чуть ли не на библии клялась), и эта же информация прозвучала в Италии в официальных пресс-конференциях по поводу коронавируса – мутации в этом вирусе практически не идут. С другой стороны, когда китайские врачи передали несколько десятков штаммов вируса, выделенных за время эпидемии в стране, в них уже было 149 мутаций, но, скорее всего, эти мутации были заменами только одного нулеотида, которые часто не вызывали изменений в строении белков, а если и вызывали то в тех участках полипептидной (белковой) цепочки, которая не важна для функции белка.
Вот все, что пока достоверно (то есть, на базе сведений, опубликованных в научных статьях) известно о самом вирусе. Поскольку сейчас в биологической науке господствуют молекулярные биологи, то большинство таких ученых забыли базовые сведения по гистологии и патанатомии. Поэтому стандартные эксперименты по взаимодействию клеток в пробирке в вирусом и вируса с клетками дыхательных путей почему то не проводятся. А жаль. Наконец, исходя из неких общих закономерностей, считается, что коронавирус ослабнет исходя из общих законов природы, принципов эволюции. Паразит не должен убивать всех своих хозяев (16).
Взаимодействие вируса с клетками
Мои попытки найти научную информацию о том как новый коронавирус взаимодействует с клетками, не дали значительного результата. Корейские ученые обнаружили вирусные частицы SARS-CoV-2 диаметром 70–90 нм в вакуолях, расположенных внутри клеток Vero (это опухолевые клетки) (17). Однако подробного анализа механизмов проникновения, образования транспорта и выделения коронавируса в статье нет. В журнале Наука (Science) приводится схема жизни коронавируса в клетке, высосанная из пальца. Между тем необходимо провести исследование взаимодействию всех известных вирусов с человеческими клетками и ин ситу на животных. Другие базовые вопросы взаимодействия вируса SARS-CoV-2 с клетками практически не изучены от слова совсем. Это свидетельствует, о том, что в клинической вирусологии преобладает грубая эмпирия. Более того, очень мало известно и взаимодействии клеток с другими вирусами, механизмах попадания вирусов в клетки, Это особенно важно, но не изучено для клеток не в культуре ткани, а в органе.
Перечислю эти вопросы.
1. Вирус SARS-CoV-2 попадает в клетку сливаясь с оболочкой клетки или путем эндоцитоза (то есть образования вдавления оболочки клетки внутрь и его последующего отщепления от оболочки; при этом вирус SARS-CoV-2 должен быть внутри образуемого пузырька)?
2. Есть ли рецепторы АСЕ2 на апикальный плазматической мембране эпителиальных клеток человека, а если есть, то на каких клетках и какова их концентрация, как они восстанавливаются после эндоцитоза?
3. В каких клетках его больше?
4. Как вирус взаимодействует с АПМ после приклеивания к рецептору своим зонтиком,
5. Если вирус приникает в клетку путем слияния с плазматической мембраной, то как идет растворение белкового кристалла (капсида), который заключает в себе нуклеиновую кислоту, и как освобождается РНК?
6. Если вирус захватывается клеткой путем эндоцитоза (то есть, образование углубления внутрь цитоплазмы с последующим отщеплением этого углубления с образованием эндоцитозного пузырька или прямой доставки вируса в более крупные вакуоли [эндосомы), то как вирус прорывается через липидную мембрану пузырька/эндосомы в раствор белков цитоплазмы (в цитозоль)?
6. Он синтезирует отрицательную цепь РНК используя свои белки, затем на отрицательной цепи синтезируются копии положительной цепи. На них начинается синтез белков капсида, кристалла, и оболочки. Как?
Как происходит синтез отрицательной РНК, а потом копирование положительной РНК?
7. Синтезирует ли ДНК, которая потом проникает в ядро?
8. Относится ли коронавирус2 к ретровирусам? Скорее всего нет. Есть ли у него обратная репликаза?
9. Как происходит синтез мембранных вирусных белков с трансмембранным доменом и как они транспортируются из эндоплазматического ретикулума, где синтезируюся и как агрегируют другие немембранные белки, образующие зонтикообразные шипы вируса.
Никто не озаботился биологией вируса SARS-CoV-2. ЭМ исследований по вирусу SARS-CoV-2 практически не проводилось. Между тем огромные деньги брошены на создание вакцины, лекарств, но никто не озаботился копеечными экспериментами по взаимодействию вируса и клеток. Без ответа на эти вопросы все эти поиски лекарств, не подтвержденные экспериментами на клетках, не говоря уж о тканях, основная масса денег будет выброшена на ветер, потому что исследователи ищут с закрытыми глазами.
Начну с общих вещей, которые известны о вирусах и которые на основе аналогии могут быть спроецированы на новый коронавирус. Все возможные взаимодействия я буду описывать здесь, исходя из законов дедукции. Если описать все очень и очень упрощенно, то информация такая.
Вход коронавируса в клетки
У коронавируса есть зонтиокообразные шипы, образующие нечто вроде короны. На основе косвенных данных о склеивании белков вирусного шипа и специфического белка АСЕ2 (Angiotensin-Converting Enzyme 2), был сделан вывод, что коронавирус заражает клетку путем взаимодействия с ACE2. В экспериментах с изолированными белками (не на клетках и не на тканях) обнаружено, что белковые агрегаты шипов коронавируса SARS-CoV-2 способны приклеиваться к участку белка-рецептора под названием АСЕ2, который будто бы в большом количестве имеется на верхушечной (апикальной) поверхности эпителиальных клеток, выстилающих воздухоносные пути. Шипы нового коронавируса склеиваются с АСЕ2 рецептором более сильно, чем подобные шипы вируса SARS-CoV-1. АСЕ2 участвует в регуляции работы сердечно-сосудистой системы, в том числе – и артериального давления. зависит от возраста человека. Возникает вопрос, а что делает АСЕ2 на апикальной поверхности эпителиальных клеток, ведь в воздухе нет ангиотензина. Раз этот белок участвует в регуляции кровообращения, то он он должен присутствовать на апикальных мембранах клеток эндотелия и лейкоцитов. Попадая в кровь, коронавирус, скорее всего, проникает в эндотелиальные клетки и лейкоциты, на поверхности которых, видимо, тоже имеется белок АСЕ2.
Доказательств того, что концентрация белка АСЕ2 на верхушечной поверхности указанных клеток очень высокая, я пока не нашел. Откуда профессор Чучалин (18) взял, что АСЕ2 рецептор находится в эпителиальных клетках альвеол, не ясно. В Интернете я не нашел изображений с иммунофлюоресцентыми или электронно-микроскопическими картинками, где бы реакция была видна именно на альвеолоцитах. По крайней мере, нет снимков, выполненных с высоким разрешением с помощью электронного микроскопа. Прямые эксперименты, доказывающие эти предположения, пока не проведены и это очень странно. Кроме того, нельзя исключить, что первичное проникновение коронавируса происходит в отростки так называемых дендритных отростчатых клеток. Эти клетки являются макрофагами, ответственными за борьбу с бактериями и за иммунитет.
Сейчас считается, что вирус может достигать легочных пузырьков, альвеол, где и происходит насыщение крови кислородом. Строение стенки, отделяющей воздух от текущей крови, сложное, но описывать его у меня нет возможности, отмечу лишь, что для того, чтобы легочные пузырьки не схлопывались, их поверхность, обращенная к воздуху покрыта особым жировым составом, который препятствует схлопыванию. Вещество это называется сурфактант. Знание это нам пригодится для последующего изложения.
Предполагают, что вирус SARS-CoV-2 заражает клетки (какие именно, реснитчатые или клетки Клара или дендритные клетки – точно никто не знает) эпителия воздухоносных путей. Дальше начинается область научных фантазий. Выдвинута гипотеза, что вирус SARS-CoV-2 использует человеческий белок ACE2 в качестве входного рецептора или крючка, за который он прикрепляется к поверхности клетки (19). Это происходит через взаимодействие белков на зонтиково-образном шипе-выросте короны вируса с белком АСЕ2. Белок АСЕ2 является особым детектором ангиотензина, другого белка, который регулирует артериальное давление. Ангиотензин в воздухе не содержиттся. Что делают рецепторы ангиотензина на обращенной в воздух поверхности эпителиальным клеток, никто не знает. Скорее всего, белок АСЕ2 там выполняет какую-то другую функцию. Какую?
Обнаружено поразительное структурное сходство гликопротеинов (белков с полисахаридной цепью) из SARS-CoV-2 S и SARS-CoV-1(S) (19). Способность к склеиванию с белком рецептором АСЕ2 будто бы отражает восприимчивость животного (20, 21).
Высокоразрешающий анализ трехмерной структуры коронавируса показал, что белки на конце шипов, с помощью которых вирус SARS-CoV-2 прикрепляется к клеткам и заражает их, приклеиваются к белку-рецептору АСЕ2 в четыре раза прочнее, чем у родственной разновидности SARS-CoV-1, которая вызвала эпидемию в 2002 году (22, 23). Это приводит к тому, что для заражения одной и той же клетки частиц SARS-CoV-2 нужно значительно меньше, чем того же SARS. Далее начинается область гипотез. Поэтому считается, что новый коронавирус использует АСЕ2 для прикрепления к эпителиальным клеткам легких. (Walls et al., 2020). В эксперименте это не проверено. Тем не менее исследователи фантазируют далее и предполагают, что из-за высокой клейкости шипов нового коронавируса к АСЕ2 способен поражать эпителиальные клетки горла и носа – нетипичные зоны заражения для коронавирусов. Предполагается, (точно никто пока не установил), что частицы коронавируса-2, которые проникают в легкие, с большей вероятностью, чем SARS-CoV-1, закрепляются в верхних дыхательных путях. Это значит, что относительно малое их количество требуется для инфицирования клеток (24).
Будем считать, что склеившись с белком АСЕ2, коронавирус каким-то образом попадает внутрь клетки. Как это делает SARS-CoV-2, никто не знает. Хотя данных о взаимодействии клеток и вируса SARS-CoV-2 нет, но есть отрывочные результаты, полученные на его предшественнике SARS-CoV-1. Скорее всего, коронавирус сливается с плазматической мембраной клетки и выбрасывает белковый кристалл (капсид), содержащий две молекулы РНК (будто бы одиночные цепи РНК нуклеотидов) в цитозоль.
