В 2016 году в отделение неотложной помощи афинской больницы «Гигея» поступила 45-летняя школьная учительница. У некурящей женщины, которая никогда раньше на здоровье не жаловалась, были необычные симптомы — температура под сорок, сухой кашель и сильная головная боль. Врач скорой помощи осмотрел ее и отметил хрипы в нижней части левого легкого. Патологию подтвердил рентгеновский снимок грудной клетки.
Полагая, что имеют дело с бактериальной пневмонией, врачи прописали женщине антибиотики. Но в ближайшие два дня ее состояние ухудшилось, и лабораторный анализ пневмонии не обнаружил. Когда дыхание стало прерываться, ей дали кислород и новый набор лекарств. Параллельно у больной взяли анализы на широкий круг возможных патогенов, включая различные штаммы гриппа, легионеллу, коклюш и другие серьезные респираторные заболевания вплоть до тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС/SARS) и ближневосточного респираторного синдрома (БРС/MERS) — но ничего не обнаружили.
На самом деле положительным оказался лишь один анализ. Это было настолько поразительно, что врачи еще раз все перепроверили. Все подтвердилось: у больной обнаружилась знакомая, но таинственная инфекция под названием 229E — первый из обнаруженных коронавирусов.
Исследователей начала 1960-х, которые обнаружили 229E, тяжесть состояния школьной учительницы поразила бы. Они вообще-то искали, какой вирус вызывает простуду. К середине ХХ века появились методы для выделения отдельных вирусов, но срабатывали они не всегда: так, примерно у 35% пациентов с простудными заболеваниями обнаружились вирусы, которые не удалось идентифицировать.
В 1965 году исследовательница из Чикагского университета Дороти Хамре (Dorothy Hamre) приняла вызов и решила закрыть это слепое пятно. Изучая тканевые культуры студентов с простудными заболеваниями, она обнаружила новый вид вируса, который получил название 229E.
В то же время группа английских исследователей под руководством доктора Дэвида Тиррелла (David Tyrrell) изучала насморк. Они тоже изолировали в культуре тканей, как им показалось, новый тип вируса. Когда команда Тиррелла исследовала его под электронным микроскопом, то обнаружила, что он напоминает вирус, выделенный в 1930-х годах из кур, больных бронхитом. Это и был коронавирус — первый, про который известно доподлинно, что он заразил человека.
«У животных эти вирусы были всегда, — объясняет доктор Кен Макинтош (Ken McIntosh) из Гарвардской медицинской школы. — Вот, например, вирус инфекционного птичьего бронхита. Он давно известен в птицеводстве, и от него имеются вакцины».
Во время открытий Хамре и Тиррелла доктор Макинтош входил в команду Национального института здравоохранения, которая тоже изучала причины простуды. («Совершенно независимо», — добавляет он, поскольку никаких исследований опубликовано так и не было). Команда доктора Макинтоша обнаружила так называемый OC43, еще один распространенный человеческий коронавирус, который вызывает респираторные инфекции и поныне. В 1968 году появился термин «коронавирус» — потому что под электронным микроскопом его поверхность напоминает внешние слои солнечной атмосферы, корону.
В то время открытие новых коронавирусов вроде 229E и OC43 привлекло бурный интерес со стороны прессы. В одной статье опрометчиво провозглашалось, что наука «утроила свой шанс побороть простуду». Однако Макинтош напоминает, что должного внимания исследованию коронавирусов научное сообщество не уделяло вплоть до появления ТОРС в 2003 году. Поскольку 229E и OC43 вызывали относительно легкие заболевания, врачи лечили их как обычную простуду: жаропонижающими, отхаркивающими и горячим куриным бульоном.
Затем в 2003 году грянула вспышка атипичной пневмонии. Она началась с коронавируса в Китае и в итоге поразила 29 стран. Хотя в конечном итоге вирус заразил всего 8 096 человек, ему приписали 774 смертельных исхода, — столь потрясающе высокий уровень смертности заставил исследователей взглянуть на него по-новому. «Когда появился ТОРС, мир коронавирусов внезапно изменился, — он стал намного шире, и добавилось технических подробностей», — вспоминает доктор Макинтош.
С тех пор обнаружилось еще два коронавируса, которые тоже вызывают простуду — NL63 и HKU1. И лишь в 2012 году — почти через 50 лет после его открытия — был окончательно секвенирован полный геном 229E. Тем временем сообщалось о случаях, когда 229E вызывал тяжелые респираторные симптомы у пациентов с ослабленным иммунитетом, — хотя большинство здоровых людей отделываются простудой.
Несмотря на тщательное изучение коронавирусов после вспышки ТОРС, пока не совсем ясно, почему три из них — SARS-CoV-1, MERS-CoV и SARS-CoV-2 (источник пандемии COVID-19) — вызывают более тяжелые симптомы и приводят к более высокому уровню смертности, в то время как другие известные четыре коронавируса человека гораздо слабее.
Однако одна общая черта у них все же имеется: летучие мыши. Все известные коронавирусы, которые заражают человека, по всей видимости, исходят от летучих мышей. Затем вирусы передались другому животному (благодатная среда для них — рынки дичи и продуктовые базары под открытым небом), и в конце концов дошли до человека. Так, OC43, судя по всему, циркулирует с XVIII века, а человеку передался от домашней скотины. MERS-CoV передался человеку от верблюдов. Животные-посредники подозреваются и в передаче человеку других коронавирусов вплоть до SARS-CoV-2.
Греческая учительница в итоге поправилась, — к счастью, искусственная вентиляция легких не понадобилась. Сканирование легких спустя два года после лечения показало, что они выздоровели и полностью восстановились. Тем не менее столь серьезные осложнения «обычной простуды» — одна из главных сложностей в борьбе с коронавирусами: они вызывают целый спектр симптомов разной степени тяжести.
«Если вы посмотрите на разброс заболеваний в ходе нынешней вспышки, прямо сейчас, — говорит научный сотрудник Института рака Даны Фарбер (Wayne Marasco) в Бостоне доктор Уэйн Мараско, специалист по ТОРС, БРС и COVID-19, — то у одних людей заболевание протекает вовсе бессимптомно, а другие умирают».
Доктор Макинтош подозревает, что коронавирусы будут и дальше сбивать исследователей с толку. Во-первых, они большие и сложные, а во-вторых, они могут относительно легко изменяться на генетическом уровне. Он отмечает, что еще эти вирусы сравнительно легко разбираются и собираются в одной и той же клетке. Как раз такие мутации, судя по всему, и вызвали как ТОРС, так и сегодняшнюю пандемию.
«У коронавирусов самый большой РНК-геном среди всех животных вирусов, — говорит доктор Макинтош. — Так что у них много секретов».