…6 марта с мыса Канаверал стартовала миссия Space X CRS-20, которая доставит на МКС 250 пробирок со стволовыми клетками человека; на протяжении месяца они будут развиваться в кости, хрящи и другие ткани в условиях невесомости (https://www.media.uzh.ch/en/Press-Releases/2020/UZH-Space-Hub.html)...

…по мере того как на рынок выходят художественные произведения, разработанные с помощью генеративных алгоритмов и когнитивной робототехники, встает вопрос об авторском праве на них («Nature Machine Intelligence», 2020, 2, 157–160; doi: 10.1038/s42256-020-0161-x)…

…к 2100 году на территориях, где сейчас проживают 1,2 миллиарда человек, температура и влажность ежегодно будут достигать значений теплового стресса («Environmental Research Letters, 2020; doi: 10.1088/1748-9326/ab7d04)…

…ящерицы гребенчатые анолисы, обитающие в городах Пуэрто-Рико, выдерживают более высокие температуры окружающей среды, чем их лесные родственники («Nature Ecology & Evolution», 2020, 4, 652–658; doi: 10.1038/s41559-020-1131-8)…

…около 72,4 тыс. км² территории Сибири пострадали в 2019 году от природных пожаров, это 42% от площади пожаров на всей территории России («Исследование Земли из космоса», 2020, 1, 70–82)…

…выращивание кормов для крупного рогатого скота в западной части Соединенных Штатов вызывает дефицит речной воды, расходуемой для полива; в результате потребление говядины и молочных продуктов становится причиной исчезновения рыбы в регионе («Nature Sustainability», 2020; doi: 10.1038/s41893-020-0483-z)…

…загрязнение воздуха влияет на кишечную микробиоту человека, тем самым способствуя ожирению («Environment International», 2020, 138, 105604; doi: 10.1016/j.envint.2020.105604, полный текст)…

…в восьмом сегменте генома вируса гриппа А найден новый ген NSP8, который сформировался всего 100 лет назад; этот ген имеет высокую степень изменчивости, и, когда его функция будет оптимизирована, может возникнуть новый вирус с непредсказуемыми свойствами («Биохимия», 2020, 85, 3, 449–455)…

…впервые для археологических памятников европейской части России создана абсолютно датированная древесно-кольцевая хронология по дубу протяженностью в 233 года (1074–1306) на основе дендрохронологического и радиоуглеродного датирования годичных колец дубовых могильных досок и элементов гробов средневекового кладбища города Вязьмы («Российская археология», 2020, 1, 9–21)…

…предложен способ формирования в воздухе ультразвукового поля, при котором возможна левитация не только частиц, размером меньше четверти длины волны, но и структур, собранных из прямолинейных отрезков длиной много больше длины волны («Акустический журнал», 2020, 66, 2, 154–162)…

…вопреки существовавшим представлениям, мозг Australopithecus afarensis был больше похож на обезьяний, чем на человеческий; сравнение внутричерепных объемов детенышей и взрослых австралопитеков говорит о длительном росте мозга и долгом периоде обучения («Science Advances», 2020, 6, 14, eaaz4729; doi: 10.1126/sciadv.aaz4729)…

…исследования нижнеплейстоценовых отложений пещеры Таврида в Центральном Крыму выявили присутствие одновременно зайцев и гиполагусов, поддерживая гипотезу об их конкуренции как одной из возможных причин вымирания гиполагусов («Доклады Академии наук», 2019, 489, 6, 651–653)…

…пыльца тыквы вредна для шмеля Bombus impatiens, который кормится на разных растениях; возможно, отпугивание универсальных опылителей выгодно для тыквы, поскольку ее чаще посещают более эффективные опылители, предпочитающие только ее цветки («Scientific Reports», 2020; 10, 3112; doi: 10.1038/s41598-020-58274-2, полный текст)…

…опсины, известные как светочувствительные белки, у мушки дрозофилы отвечают за восприятие горького вкуса («Current Biology», 2020; doi: 10.1016/j.cub.2020.01.068, полный текст)…

…новая методика поиска природных штаммов дрожжей для производства вина типа херес выявила среди 96 штаммов, выделенных из образцов винограда, два наиболее перспективных для дальнейшей производственной селекции («Прикладная биохимия и микробиология», 2020, 56, 3, 275–282)…

…из-за снижения транспортных потоков во время пандемии коронавируса уменьшились сейсмические шумы в коре Земли; специалисты считают, что это облегчит мониторинг слабых землетрясений, вулканической активности и других сейсмических событий («Nature», 2020; doi: 10.1038/d41586-020-00965-x)…

Художник Гариф Басыров

Давным-давно в одной из публикаций «Химии и жизни» было сказано, что нет лучше места для злодеяния, чем граница между системами, точнее, зазор, который на таких границах обязательно присутствует в том или ином виде. Сказано это было про вирусы, биологические и компьютерные, способные внедряться в такой зазор и преодолевать систему безопасности, но этот принцип применим к огромному числу явлений. Вот, к примеру, лежит на столе смартфон, касается своей крышкой столешницы. Казалось бы, спит, и никакой пакости от него не следует ожидать. Ан нет, не спит он, он незаметно передает секретные сведения посторонним через неучтенную разработчиками прореху на границе между столом и смартфоном. Как же это может быть? Ответ в ходе серии экспериментов получили исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе во главе с профессором Чжан Нином (агентство «NewsWise», 27 февраля 2020 года).

Действовали они хитро и использовали два обстоятельства. Первое – голосового помощника, которого разработчики, заботясь об удобстве клиента, но не думая о последствиях, встроили в смартфон. Второе – способность динамика смартфона, в отличие от человеческого уха, воспринимать ультразвук. Опыты выглядели так. На столе лежал смартфон. Под крышкой стола был установлен тайный пьезоэлектрический микрофон. А на торец стола с противоположенной стороны от смартфона направляли генератор ультразвука. Он распространялся по столешнице и переносил сообщения для голосового помощника через стол/смартфоновую границу. Сначала помощника попросили снизить уровень громкости до минимума. Затем велели послать сообщение в банк о переводе денег на счет. Банк, как это принято, прислал код подтверждения. А смартфон, по просьбе ультразвукового злоумышленника, прочитал его вслух. С помощью подстольного микрофона исследователи и узнали секретную информацию. Дальше – больше: помощнику было велено позвонить некоему Сэму, и с ним злоумышленники поговорили, причем окружающие ничего не слышали, ведь общение шло через ультразвук!

Профессор Чжан отмечает, что он испробовал семнадцать моделей смартфонов и лишь с двумя опыт не удался. Максимальное расстояние до генератора ультразвука составило десять метров. Интересно, что материал стола – дерево, металл, стекло – никак не мешали проведению опыта, как и чехол на смартфоне или разлитая на столе вода. Единственным средством защиты оказалась толстая мягкая ткань, закрывшая собой прореху на границе между смартфоном и столом. 

Художник Луис Мурчетс

Загадочное внезапное похолодание, случившееся на планете 13 тысяч лет назад, в начале позднего дриаса, не устает привлекать внимание климатологов. Сейчас есть двое подозреваемых: ледниковое озеро Агассис – от него в Канаде остались Великие озера Манитобы, – воды которого однажды вылились в Северную Атлантику, и кометы, упавшие в Северной Америке, о чем «Химия и жизнь» не раз рассказывала. Теперь же, стараниями Саммер Преториус из Геологической службы США и ее коллег, возник третий участник драмы – ледниковое озеро Миссула, катастрофически опорожнившееся в Тихий океан («Science Advances», 26 февраля 2020 года).

Как показал расчет, из Миссулы, которая лежала в горах современного штата Монтана, за несколько недель вылилось столько воды, сколько Амазонка выносит в океан за 86 лет! Воды Миссулы могли пройти сквозь Берингов пролив, опреснить Северный Ледовитый океан и, вместе с водами Агассиса, надолго остановить Гольфстрим. То есть сделать то, о чем мечтают геотехнологи, предлагающие различные экзотические меры борьбы с глобальным потеплением (см. «Химию и жизнь», 2020, № 1). Гипотеза, впрочем, требует дальнейшей разработки, поскольку непонятно, был ли тогда открыт Берингов пролив. Однако это лишь один эпизод, связанный с богатой историей озера Миссула.

Впервые о том, что в горах Монтаны существовало огромное озеро, заговорили в 20-х годах XX века – эту гипотезу выдвинул американский геолог Джон Харлен Бретц; на заре своей карьеры он изучал огромную систему каньонов на северо-западе Кордильер. Сейчас там лежит пустыня, но Бретц предположил: в древности, по окончании ледникового периода, здесь текли мощные потоки воды. Источником же было высокогорное озеро, сток из которого перегораживала ледяная дамба из сползающего кордильерского ледника. Ее высота порой превышала полкилометра, и оттого в озере накапливались огромные количества воды. При прорыве дамбы вода формировала каньоны.

Геологи встретили гипотезу в штыки. Еще бы, ведь она фактически соответствовала предложенной Жоржем Кювье в начале XIX века концепции катастрофизма. В соответствии с ней, история Земли и жизни на ней состоит из периодов спокойного развития, прерываемого катастрофами, которые резко меняют облик планеты. Катастрофизм был развенчан в конце XIX века эволюционным учением, признан лженаучным, а тут вот такой рецидив случился. Дело дошло до того, что американское геологическое начальство организовало специальную комиссию, которая подвергла Бретца остракизму. Однако ученый не сдавался и доказал: озеро Миссула постоянно разливалось; сейчас геологи насчитали уже 89 вызванных им локальных катастроф за период с 19-го по 14-е тысячелетие. В последний раз – в начале позднего дриаса – Миссула, похоже, поучаствовала в глобальной катастрофе.

Коронавирус в интерьере

Даже когда острая фаза пандемии Ковид-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Один из способов дальнейшей борьбы с ним – совершенствование принципов конструирования зданий и сооружений. Так сказать, создание архитектуры и интерьеров посткоронавирусной эпохи. Обсуждение этой проблемы можно найти в свежем мини-обзоре, который подготовили Лесли Диец из Орегонского университета и его коллеги («Applied and Environmental Science», 2020, 5, 2, e00245-20).

По их мнению, архитекторы и дизайнеры интерьеров теперь должны учитывать, что этот вирус передается от человека к человеку с каплями слюны, соплей, а также с фекалиями. То есть в виде аэрозоля или грязи на руках. Соответственно, проникнуть в другого человека вирус может либо с воздушным потоком, либо с грязью, которая оказалась на руках при соприкосновении с какой-то поверхностью. Первоначальные оценки, сделанные, скажем, на основании расползания вируса по планете с международными авиарейсами, отправлявшимися из аэропорта Ухани 25 декабря 2019 года по 19 января 2020 года, показали, что один человек может заразить вирусом Ковид-19 до трех человек. Это меньше, чем при кори (12—18 человек), но несколько больше, чем при гриппе, – там максимальный уровень заражения составляет два человека. Однако потом появилась прямая статистика по замкнутым помещениям с большим количеством людей, например на круизном судне «Diamond Princess», простоявшем в самом начале пандемии две недели у берегов Японии; она показала, что заразность вируса Ковид-19 гораздо больше: 5—14 человек.

Так у создателей интерьеров появляется вопрос: как долго вирус может жить вне человека и нельзя ли это время сократить? Прямые эксперименты с вирусом Ковид-19 показали, что меньше всего он живет в виде аэрозоля, распределенного по влажному воздуху, – при влажности 65% половина его частиц погибает спустя 2,74 часа (время полужизни). Дольше всего он живет на пластике: при влажности 40% — 15,4 часа. Далее идут сталь (13,1), картон (8,45) и медь (3,4). Поскольку осевшая на какую-то поверхность вирусная частица может в любой момент подняться с нее, подхваченная потоком воздуха, который приходит в движение из-за проходящего человека, очевидно, что никакой материал дверей, стен, полов в общественном помещении не помешает заражению, если по нему время от времени проходят кашляющие люди, зараженные вирусом.

Поэтому бороться можно лишь средствами личной гигиены. Во-первых, систематически обрабатывать антисептиками поверхности, за которые часто хватаются люди, – дверные ручки, ручки тележек в магазине, клавиатуры банкоматов и платежных терминалов. А во-вторых, тщательнее мыть руки после того, как побывал в общественном здании. Соответственно, необходимые приспособления для санитарной обработки должны быть предусмотрены инструкциями по эксплуатации зданий с большим скоплением людей.

Важнейший атрибут борьбы с распространением инфекции – система вентиляции и кондиционирования. Если это замкнутая система, которая лишь перераспределяет воздух между помещениями, то она не поможет в борьбе с вирусом, а, наоборот, разнесет его по всем комнатам. Казалось бы, должны помочь фильтры. Это не так: стандартные фильтры системы вентиляции улавливают частицы размером 3—10 мкм, а размер вирусной частицы менее 1 мкм. Можно ли поставить более качественные фильтры? Конечно, и такие фильтры существуют. Вот только они быстрее засоряются, а на прокачивание сквозь них воздуха тратится значительно больше энергии. Такие фильтры, отлавливающие частицы размером 0,3 – 10 мкм, применяют, в частности, в больницах. В систему фильтрации воздуха в общественных зданиях без крайней необходимости никто не станет их ставить, чтобы не повышать затраты. Поэтому важнейший способ вентиляционной борьбы с вирусом – это разбавление воздуха помещений уличным воздухом. Тогда концентрация аэрозоля в нем будет падать, соответственно, и уменьшится вероятность заражения посетителей.

Как ни странно, для этого необязательно делать какие-то сложные системы вдобавок к имеющейся вентиляции – достаточно просто время от времени открывать окна. Увы, это можно сделать отнюдь не во всяком здании, поскольку большинство общественных зданий лишено открывающихся окон, а в разного рода гигантских торговых центрах зачастую окон нет вовсе. Вот в них нужно делать отдельную систему подачи свежего воздуха. В любом случае, воздух с улицы потребует затрат энергии на свой нагрев или охлаждение до комфортной температуры.

Другой довольно простой способ борьбы — повышение влажности воздуха. Так, относительная влажность более 60% при комнатной температуре снижает заразность вируса. Тут есть два механизма. Во-первых, во влажной среде капельки аэрозоля оказываются крупнее, значит, они гораздо быстрее оседают на различных поверхностях, убирая вирус из воздуха. А во-вторых, по другим коронавирусам известно, что влага воздействует на их оболочку и несколько ее трансформирует, тем самым лишая вирус возможности присоединяться к клеткам. Увы, игры с влажностью могут привести к развитию плесени, а это окажется похуже коронавируса. Поэтому выше 60% влажность поднять не удастся.

Очень эффективно применение ультрафиолета. Давно известно, что даже простой солнечный свет снижает время полужизни вируса гриппа с 31,6 минуты в темном месте до 2,4 минуты в освещенном (считается, что излучение повреждает генетический аппарат вируса). Коронавирус атипичной пневмонии (SARS) полностью обезвреживается менее чем за две минуты выдержки под ультрафиолетом. Конечно, оконные стекла задерживают значительную часть солнечного спектра, особенно в коротковолновой области, однако солнечный свет – совершенно бесплатный ресурс и его надо максимально использовать для борьбы с коронавирусом. Поэтому в архитектуре общественных зданий посткоронавируса темных закоулков быть не должно – напротив, все должно быть залито солнечным светом.

Конечно, это требование вряд ли применимо к огромным торговым центрам, где окон нет и все освещение – искусственное. Однако и тут есть возможность для борьбы: добавить источники ультрафиолета к освещению. Речь идет не об опасном ультрафиолете в диапазонах УФ-А и УФ-В, а о более коротковолновом свете в диапазоне С, его длина волны 207—222 нанометра. Пока что негативное воздействие на кожу и глаза человека у излучения этого диапазона не выявлено, и, если в широкомасштабных опытах эта безопасность будет доказана, оснащение общественных зданий такими ультрафиолетовыми светильниками окажется важнейшим средством борьбы с коронавирусом, да и с другими вирусами, распространяющимися через воздух. В противном случае можно и нужно включать ультрафиолетовый блок в систему вентиляции для обеззараживания проходящего через нее воздуха.

Отдельно стоит проблема вентиляции в больницах. Там помимо обычных помещений есть такие, в которых давление специально повышено или понижено. Например, в первые помещают пациентов со сниженным иммунитетом, чтобы предотвратить проникновение инфекции извне. Однако если такой пациент заражен коронавирусом, его палата окажется источником внутрибольничной инфекции – благодаря разнице давлений она станет разноситься по всему помещению. С другой стороны, в палаты с пониженным давлением станет засасываться, возможно, зараженный воздух из других помещений. Для предотвращения таких эффектов в новых больницах при входе в такие палаты нужно располагать специальные тамбуры, а все палаты желательно оснастить индивидуальной вентиляцией, связанной с улицей, чтобы воздух разных помещений не смешивался.

Другое помещение, которое в посткоронавирусную эпоху становится весьма опасным, – это офис. С конца ХХ века большую популярность в офисных помещениях приобрела так называемая архитектура «открытого пространства» (open space), когда работники располагаются в огромном помещении без каких-либо разделяющих стен. Считается, что отсутствие границ способствует взаимному обмену идеями. Так вот, эта конфигурация рабочего пространства столь же эффективно способствует обмену бактериями и вирусами. Видимо, это обстоятельство придется принять во внимание в будущем, если оно будет связано с долговременной необходимостью поддерживать социальную дистанцию.

Снижает ли БЦЖ смертность от коронавируса?

Пандемия COVID-19 охватила весь мир, но страны различаются по числу заболевших, по скорости распространения вируса и по показателям смертности. Ученые пытаются анализировать данные и строить гипотезы, объясняющие эти различия. В числе прочих появилась гипотеза, что смертность от COVID-19 ниже в тех странах, где население было массово привито от туберкулеза вакциной БЦЖ. Всемирная организация здравоохранения пока что относится к этому не более как к недоказанной гипотезе и не рекомендует использовать вакцину БЦЖ (Bacillus Calmette-Guérin) для профилактики COVID-19, но при этом объявила о начале двух клинических исследований по этому вопросу.

Гипотеза о защитном действии вакцины БЦЖ появилась в исследовании американских специалистов из Университета Джонса Хопкинса, разместивших статью на портале медицинских препринтов medRxiv. Они сравнили смертность от COVID-19 на 29 марта 2020 года, рассчитанную на 1 миллион населения в 50 странах с наиболее высокой заболеваемостью. При этом они учитывали ВВП на душу населения, возрастную структуру популяции и длительность эпидемии в стране (число дней, прошедших со времени 100-го случая инфицирования). Данные о вакцинировании БЦЖ они брали из ресурса BCG World Atlas.

К сожалению, в статье не уточняется, какие именно страны вошли в анализ, указано только их число: 28 стран, где применяется вакцинация БЦЖ, и 22 страны, где она не применяется. Не совсем ясно, по каким критериям страны отнесены к той и другой категории. На карте BCG World Atlas различают три группы стран – где всеобщая вакцинация проводится сегодня, где она проводилась в прошлом и где всеобщей вакцинации не было, но ее делали отдельным группам населения. (Поскольку третья группа совсем маленькая, можно сделать вывод, что в число 22 стран без вакцинации БЦЖ вошли и те, где она была в прошлом).

Результаты статьи показали, что в странах, применяющих всеобщую вакцинацию БЦЖ, смертность в 5,8 раз ниже, чем в странах, ее не применяющих.

Ранее врачи предположили, что вакцинация БЦЖ, помимо защиты от туберкулезной палочки, повышает неспецифический иммунитет. Увеличивается производство цитокинов, в основном интерлейкина IL-1B, который играет важную роль в иммунном ответе. В рандомизированных исследованиях, проведенных в Индонезии, исследователи выяснили, что вакцинация БЦЖ у взрослых снижает частоту острых респираторных инфекций у людей старше 65 лет.

Авторы статьи указывают на факторы, которые могли повлиять на выводы. Первое – данные по смертности нельзя считать окончательными, они могут измениться. Второе – на смертность влияют принимаемые в стране меры изоляции и социального дистанцирования, которые в данном анализе не учитывали. Третье – недостаточная точность отчетов по тестированию и по смертности в разных странах. Как итог – они ни в коем случае не предлагают применять вакцинирование БЦЖ, чтобы снизить смертность от COVID-19, но пишут, что этот вопрос требует более глубокого эпидемиологического исследования.

Появилась и другая статья на medRxiv, рассказывающая о похожем исследовании, но с другой методикой подсчета. Авторы использовали данные по смертности от COVID-19 на 21 марта 2020 г. Эта деталь стала поводом для критики данной работы, поскольку при этом в расчет не принимали длительность распространения вируса в стране, не учитывали число дней, прошедших с 100-го заражения.

Страны разделили на три категории: с низким, средним и высоким доходом на душу населения. Причем страны с низким доходом (где смертность оказалась почти нулевая) исключили из анализа, поскольку на результат могла повлиять недостоверность учета. Рассматривали только страны со средним и высоким доходом.

В 55 странах, в которых проводилась политика всеобщего вакцинирования БЦЖ, смертность от COVID-19 составила 0,78 ± 0,4 на миллион населения. В 5 странах, которые никогда не применяли всеобщее вакцинирование БЦЖ (Италия, Нидерланды, Бельгия, США, Ливан), смертность оказалась значительно выше – 16,39 ± 7,33 на миллион населения.

Многие развитые страны отказались от вакцинации БЦЖ в 1963—2010 гг., так как заболеваемость туберкулезом во второй половине ХХ века резко снизилась. На примере 28 стран, которые либо применяют всеобщую вакцинацию сейчас, либо применяли раньше, но прекратили (и для которых есть информация, когда ее начали и прекратили) ученые проверили, влияет ли время ее начала на уровень смертности. Они исходили из того, что чем раньше началась вакцинация, тем больше пожилых людей оказалось ею охвачены. И получили положительную корреляцию. Например, в Иране, где вакцинация БЦЖ началась с 1984 года, смертность высока (19,7 на миллион), а в Японии, где она проводится с 1947 г., смертность всего 0,28 на миллион. Бразилия, начавшая всеобщую вакцинацию в 1920 году, имеет еще более низкую смертность – 0,0573 на миллион. Все перечисленные страны проводят всеобщую вакцинацию в настоящий момент. А вот страны, где она была прекращена: в Испании, где вакцинация началась в 1965 и закончилась в 1981 смертность гораздо выше (29,5 на миллион), чем в Дании, где она началась в 1946 и закончилась в 1986 (2,3 на миллион).

Ученые делают вывод, что вакцинирование БЦЖ снижает смертность от COVID-19, причем чем раньше в стране была введена всеобщая вакцинация, тем лучше защита.

Как уже говорилось, эту работу критикуют за то, что в расчетах не учитывалось время начала распространения вируса в стране. Но такой расчет проведен в блоге экономиста Андрея Илларионова и получены результаты, что на 27-й день развития эпидемии в странах, применявших всеобщую вакцинацию БЦЖ в прошлом, смертность в 5 раз выше, чем в странах, применяющих ее в настоящее время; а в странах, никогда не применявших всеобщую вакцинацию БЦЖ, смертность выше почти в 16 раз.

Тем не менее, будем ждать результатов клинических исследований, объявленных ВОЗ, которые должны дать ответ на вопрос в заголовке с точки зрения доказательной медицины. А пока не рассчитываем на БЦЖ-защиту и соблюдаем изоляцию.

Тесты на коронавирус: больше вопросов, чем ответов

Тесты на коронавирус SARS-Сov-2, как и на другие вирусы, бывают двух типов. Первый тип – это тесты, которые ищут сами вирусные частицы в организме, точнее – в мокроте. РНК вируса определяют при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР). Точнее, используется метод ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР). Из биологического материала выделяют одноцепочечную вирусную РНК, с помощью фермента обратной транскриптазы синтезируют на ее основе двуцепочечную ДНК, и уже эту ДНК многократно копируют путем полимеразной цепной реакции в амплификаторе.

В России эти тест-системы разрабатывают и изготавливают несколько организаций, с их помощью уже протестировано более миллиона человек. Но есть проблема: эти тесты дают не стопроцентную точность. Возможны ложноотрицательные результаты, иными словами, тексты не всегда находят вирус в организме больного с явными признаками COVID-19. Так, главный врач инфекционной больницы в Коммунарке Денис Проценко оценил точность тестов в 70-80%. Такую же цифру – 70-80% назвал главный внештатный пульмонолог Минздрава Сергей Авдеев.

Именно поэтому врачи теперь стали ориентироваться не только на результаты тестирования, но и на клиническую картину болезни в сочетании с данными компьютерной томографии или рентгена, а Минздрав обновил методические рекомендации по диагностике и лечению COVID-19. И это не только проблема российских тестов – ранее с тем же самым столкнулся Китай.

Второй тип тестов на коронавирус SARS-Сov-2 обнаруживает следы, оставленные вирусом в организме человека. Речь идет об антителах, которые вырабатывает иммунная система, чтобы побороть инфекцию. Антитела – это белки (иммуноглобулины), которые производят В-лимфоциты. Они имеют характерное Y-образное строение. Антитело распознает S-белок, образующий «шипы» в короне нашего вируса, и связывает его, блокируя контакт вирусной частицы с рецепторами клеток.

Антитела нарабатываются в организме за какое-то время после инфицирования – от нескольких дней до нескольких недель. Различают ранние антитела (класса IgM), которые появляются в острой фазе заболевания, и поздние антитела (класса IgG), появляющиеся по мере выздоровления и сохраняющиеся в организме длительное время.

Антитела выявляют с помощью иммуноферментного анализа крови. Поскольку антитела появляются в крови не сразу, этот вид тестирования не подходит для раннего выявления инфицированных. Его ценность в другом. Он позволяет выявить переболевших и получивших иммунитет к COVID-19, в том числе тех, у кого болезнь проходила в бессимптомной форме. Поэтому тестирование на антитела применяют в популяционных исследованиях, с его помощью можно оценить, образовался ли в популяции так называемый «стадный», или коллективный иммунитет.

10 апреля в России зарегистрировали тест-систему на выявление антител к коронавирусу SARS-Сov-2, разработанную в «Векторе»; над созданием своего варианта тест-системы работает Центр генетики и репродуктивной медицины «Genetico» в сотрудничестве с Институтом молекулярной биологии РАН.

Антитела к коронавирусу уже пытаются применять и для лечения пациентов с COVID-19. В плазме крови от переболевших COVID-19 доноров определяют количество антител, и эту плазму переливают пациентам, которые находятся в тяжелом состоянии. Этот метод применяли китайские врачи, теперь его эффективность начали исследовать и в России, и даже вышел соответствующий приказ Департамента здравоохранения Москвы.

Всемирная организация здравоохранения сообщила, что запускает глобальную программу массового тестирования на антитела. В то же время появляются данные, которые пока трудно объяснить. Так, в Великобритании было намечено массовое тестирование населения, которое должно было охватить миллионы. Но выяснилось, что ни один из множества тестов, которые планировали использовать, не показал достаточную надежность. Китайские ученые в статье, выложенной на сайте препринтов, пишут, что не у всех переболевших пациентов в крови обнаруживаются антитела. Тем не менее их иммунная система справилась с инфекцией. Непонятно и то, что уровень антител к SARS-Cov-2 увеличивался с возрастом: у пожилых пациентов он оказался выше, чем у молодых.

Практически каждый день появляется новая информация о пандемии COVID-19, и часто она меняет прежние представления специалистов о характере нового коронавируса. Надеемся, что причины недостаточной точности тестов и ответы и на вопросы, связанные с антителами, будут найдены.

Солнце и вирус 

Согласно учению о солнечно-земных связях, основоположником которого был А.Л. Чижевский, солнечный цикл играет важнейшую роль в глобальных событиях на планете. В частности, он проявляется в циклических воздействиях на биосферу и социум. Их следствием, в частности, становятся революции и вспышки эпидемий. Рассматривая последние, Чижевский проанализировал эпидемии гриппа за полтысячи лет и выяснил, что, как правило, они наблюдались в районе максимума солнечной активности, точнее, на 2,3 года опережали либо отставали от него. Такие эпидемии быстро становятся глобальными пандемиями. Если же эпидемия гриппа возникает в минимуме активности, то она, скорее всего, остается локальной. Раз в 35 лет, то есть с периодом в три солнечных цикла, случаются наиболее смертоносные пандемии гриппа. 

Конечно, эта теория, в большей степени статистическая, обладает не такой уж высокой предсказательной силой. Тем не менее интересно посмотреть, насколько нынешняя пандемия ковид-19 укладывается в схему Чижевского. Возьмем наиболее смертоносные эпидемии, известные человечеству, а также те, значительно менее массовые, что случились на наших глазах, в XXI веке. И сопоставим их с солнечной активностью. 

Напомню, что инструментальные наблюдения за солнечной активностью ведутся с середины XVIII века и первым циклом объявлен тот, что длился с 1755 года по 1766-й. Всего сейчас собраны данные для 24 циклов солнечной активности. Самым коротким был второй цикл – он длился 9 лет, а самым длинным – шестой, 12,8 лет. В среднем же продолжительность цикла составляет 11,04 года, а продолжительность подъема активности с минимума до максимума – 4,4 года. В 2020 году, скорее всего, начнется новый, 25-й цикл солнечной активности – сейчас активность находится на минимуме. 

Исторические эпидемии и солнечная активность

Эпидемии XXI века и солнечная активность

И вот нынешняя пандемия ковид-19, которая началась в декабре 2019 года и за три месяца унесла 44 тысячи жизней. Она выпала на самый конец 24-го цикла – в 2020 году минимум солнечной активности. 

Итак, из шестнадцати смертоносных эпидемий семь приходятся на максимум активности, причем шесть вызваны вирусом, три эпидемии холеры и один гриппа пришлись на спад активности и пять на минимум активности, из них три эпидемии – вирусные: русский грипп, свиной и ковид-19. Можно ли найти какие-то общие черты у этих трех эпидемий минимума, которые выпадают из предложенной Чижевским закономерности? Посмотрим на них повнимательнее. 

Русский грипп возник в мае 1889 года сразу в трех местах – в Бухаре, на севере Канады и в Гренландии. Видимо, из Бухары он быстро перебрался в Санкт-Петербург, где был опознан врачами, отчего и получил свое название. Уже в ноябре 1889 года, заразив 150 тысяч жителей столицы Российской империи, грипп гулял по всей Европе и унес миллион жизней. 

Свиной грипп появился в районе Мехико после теплой зимы 2008—2009 годов и быстро перекинулся на США, а затем распространился и по всему миру. Он поражал молодых людей в возрасте 20—40 лет. В августе 2008 года ВОЗ объявила угрозу пандемии, но вскоре грипп пошел на спад, и спустя год угрозу сняли. ВОЗ подвергли критике за проявленное рвение, а Комиссия по здравоохранению Парламентской ассамблеи Совета Европы даже заявила, что никакой пандемии не было, а была паника, спровоцированная ВОЗ, которая привела к переполнению больниц. Кроме того, ВОЗ упрекали в финансовой нечистоплотности: паника помогла фармацевтам обогатиться на 18 млрд долларов, причем закупленные у них вакцины не были использованы. 

В случае с ковид-19 также звучат обвинения в искусственном характере эпидемии, раздуваемой СМИ, в специально нагнетаемой панике, и поначалу общим было утверждение, что от обычного гриппа умирает больше, стало быть, повода для жестких мер нет. В марте, когда ежедневная смертность превысила смертность от туберкулеза и ковид-19 стал самым смертоносным инфекционным агентом, этот аргумент перестал работать. Катастрофическое переполнение больниц в пострадавших странах можно наблюдать в режиме реального времени. 

Если же следовать Чижевскому, то все три эпидемии минимума солнечной активности должны были остаться локальными событиями, а их развитию в пандемии способствовали обстоятельства, с солнечной активностью не связанные. Причиной стало совершенствование транспорта, благодаря чему вирусоносители получили возможность быстро доставлять заразу в самые отдаленные уголки земного шара. Две последние эпидемии пришлись еще и на время информационных технологий, вследствие чего развитие биологической эпидемии сопровождается информационной вирусной эпидемией, последствия которой могут быть страшнее, чем от биологической. 

О всесилии информации и о безграничных транспортных возможностях человечества прекрасно свидетельствует такой факт: первого апреля 2020 года про ковид-19 шутили, что он достиг МКС, и многие этому поверили.

Как иммунная система «сходит с ума», и чем пытаются лечить COVID-19?


Как мы знаем, у многих пациентов вирус SARS-CoV-2 вызывает пневмонию, у некоторых тяжелую, требующую интенсивной терапии. Причина тяжелого состояния не обязательно означает, что иммунная система не борется с вирусом. Напротив, иногда она борется с ним слишком сильно, и это само по себе становится опасным для организма. В ответ на инфекцию иммунные клетки – лимфоциты и макрофаги – выделяют пептидные молекулы, цитокины. Это сигнальные молекулы, которые действуют на другие клетки иммунной системы, мобилизуя их на войну с врагом. В легких увеличивается количество Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, других субпопуляций лимфоцитов. Но вновь прибывшие клетки еще не умеют распознавать новый вирус, поэтому цитокиновые сигналы усиливаются. Эту гиперреакцию иммунной системы называют «цитокиновым штормом». В очаге поражения, в данном случае – в легких, развивается сильное воспаление, один из главных его инициаторов – провоспалительный цитокин интерлейкин-6 (IL-6). Воспаление – исходно защитная реакция, потому что повышение температуры тела помогает бороться с инфекцией, но чрезмерное воспаление опасно.
В ситуации «цитокинового шторма» макрофаги и нейтрофилы, которые должны уничтожать инфицированные клетки, начинают повреждать эпителий легочных альвеол, возникает отек и дыхательная недостаточность. Вслед за легкими нарушается деятельность сердца. Возникает парадокс, когда иммунная система, которая должна защищать человека, на деле ухудшает его состояние.
Чтобы утихомирить разбушевавшуюся иммунную систему, врачи пытаются подавить производство цитокинов, в первую очередь – интерлейкина-6. Однако при этом важно не подавить иммунный ответ полностью, а направить его в нужное русло – на борьбу с вирусом, но не на ткани организма. Именно для этого пробуют использовать препараты против малярии, а также блокатор IL-6 тоцилизумаб, который сейчас проходит клинические исследования в Китае. Однако достоверной информации о действии этих лекарств пока нет.
Сам по себе коронавирус пытаются задавить противовирусными препаратами – их много, они воздействуют на разные стадии жизненного цикла вируса. Одни не дают ему проникать внутрь клетки; другие препятствуют размножению его РНК; третьи блокируют сборку новых вирусных частиц и выход их из клетки. По сообщению РБК, Федеральное медико-биологическое агентство (ФМБА) начало клинические исследования препарата калидавир, который используется для лечения ВИЧ-инфицированных. Это ингибитор протеазы, он препятствует синтезу вирусных белков. Помимо него клинические исследования будут проходить противомалярийные препараты мефлохин и гидроксихлорохин.
А вот что точно не поможет против коронавируса, так это антибиотики. Наверное, все уже знают, что антибиотики убивают бактерии, но не вирусы. Но почему? Дело в том, что у вирусов просто нет мишеней для антибиотиков. Большинство антибиотиков либо атакуют клеточную стенку бактерий, либо подавляют репликацию ДНК бактерии, либо синтез белка в бактерии. Ничего этого у вируса нет. У него нет клеточной стенки, поэтому антибиотик, который блокирует ее строительство у бактерий, не способен повредить вирусу на этом этапе. Вирус может размножаться только в клетке хозяина. У него есть некоторые нужные для репликации РНК ферменты, но в целом он использует аппарат клетки хозяина. И антибиотики не могут этому помешать. Наконец, у вируса нет и своей машины для синтеза белка, рибосомы. Вирус синтезирует белки опять же в клетке хозяина, на его производственном оборудовании. И здесь антибиотики бессильны, и этот процесс они не могут остановить.
Однако нередко при тяжелых пневмониях, в том числе вызванных COVID-19, врачи назначают пациентам антибиотики. Причина в том, что на поздних стадиях любой пневмонии почти всегда подключается бактериальная инфекция.
Еще раз подчеркнем, что все препараты, которые врачи пытаются использовать для лечения COVID-19, в том числе перечисленные в этом тексте, еще не прошли клинических исследований. Их самостоятельное применение абсолютно недопустимо, особенно для «профилактики».

Как помочь иммунной системе?

Мы знаем, что для многих людей заражение коронавирусом SARS-CoV-2 происходит бессимптомно, другие заболевают в легкой форме, третьи получают тяжелую пневмонию и нуждаются в искусственной вентиляции легких. Почему наиболее тяжело инфекцию переносят пожилые люди, в общем, понятно – их иммунная система ослабела. Причем с возрастом особенно ухудшается работа адаптивного иммунитета, защищающего организм от внешних патогенов – бактерий и вирусов.  Происходит это потому, что снижается функция тимуса – вилочковой железы, в которой вырабатываются Т-лимфоциты.

Почему ситуацию осложняют заболевания дыхательной системы, тоже понятно: вирус атакует в основном клетки легких, вызывая пневмонию. Именно на поверхности клеток легких особенно много рецепторов ACE2, которые вирус использует для внедрения в клетку. COVID-19 тяжелее протекает и у людей с другими хроническим заболеваниями, например сердечно-сосудистыми, сахарным диабетом, он опасен для онкологических пациентов, иммунитет которых сильно ослаблен химио- и лучевой терапией.  

Но даже если исключить эти факторы, у одних людей иммунная система лучше справляется с вирусом, у других хуже. К стимуляции иммунитета при помощи иммуномодуляторов современная медицина относится скептически. Но рекомендации больше двигаться, бывать на свежем воздухе и правильно питаться при всей их банальности довольно эффективны.

Движение – это жизнь, физическая активность помогает оставаться здоровым. Посмотрим, каковы научные обоснования у этого утверждения. В обзоре, посвященном влиянию физической активности на иммунную систему, читаем, что физические нагрузки увеличивают количество нейтрофилов и макрофагов – клеток, пожирающих как бактерии, так и вирусы. Физические нагрузки вызывают мобилизацию и прочих разнообразных иммунных клеток, их выход из костного мозга или тимуса в кровяное русло. Однако стимулирующее действие на иммунитет оказывают только умеренные физические нагрузки (физкультура, любительский спорт). Конечно, очень полезны прогулки на свежем воздухе, когда легкие хорошо насыщаются кислородом. В то же время интенсивные физические нагрузки, которые испытывают профессиональные спортсмены, это стресс для организма, и они оказывают противоположный эффект. Так, после усиленных тренировок снижается количество Т-лимфоцитов, и спортсмены зачастую чаще, чем обычные люди, подхватывают различные вирусные заболевания.  Общий вывод в том, что физическая активность полезна для иммунитета, но профессиональный спорт – это не про здоровье.

К тому же выводу подводят и эксперименты на лабораторных мышах. Животных разделили на две группы:  одну группу тренировали бегать в колесе в течение двух с половиной месяцев с постепенно увеличивающейся нагрузкой, вторая группа была контрольной. После этого мышей заражали вирусом гриппа. Оказалось, что у тренированных мышей в легкие попало меньшее количество вирусных частиц, они легче болели и быстрее выздоравливали, чем нетренированные.

В другом исследовании подопытных мышей сначала инфицировали вирусом гриппа, а затем разделили на три группы. Контрольные мыши вели обычную жизнь в клетках, мыши из второй группы бегали в колесе каждый день по 20-30 минут, мыши из третьей группы бегали по два с половиной часа.  Это продолжалось 4 дня, до появления симптомов, а через 30 дней ученые подвели итоги. В контрольной группе после инфекции выжило 42% мышей, в группе с умеренной физической нагрузкой почти вдвое больше – 82%, а среди мышей, которых изнуряли продолжительным ежедневным бегом, выжило даже меньше, чем в контроле (30%).  

Что касается питания, то для иммунной системы важно его сбалансированность. Если вы поглощаете мало белковой пищи, то тем самым вы снижаете возможности организма для синтеза антител и других белков иммунного ответа. Витамины и микроэлементы необходимы для работы ферментов всех биохимических реакций.

К сожалению, здоровый образ жизни довольно сложно поддерживать, находясь на карантине в своей квартире. Но что-то можно сделать и в таких условиях. Организовать себе физическую активность, пользуясь одним из многочисленных сегодня онлайн-ресурсов: финтес, танцы, что угодно. Использовать вынос мусора и поход в магазин или аптеку хотя бы для краткой прогулки. Как можно чаще проветривать комнаты. Питаться правильно – ограничить мучное и есть больше овощей и фруктов. Не падать духом и не скатываться в депрессию – иммунная система этого очень не любит. Берегите себя и своих близких!

…планета K2-18b в 124 световых годах от Земли и с радиусом в 2,6 раза больше, чем у нашей планеты, может быть пригодной для возникновения жизни («The Astrophysical Journal Letters, 2020, 891, L7; doi: 10.3847/2041-8213/ab7229, полный текст)…

…результаты эксперимента по мюонному ионному охлаждению, проведенные на ускорительном комплексе ISIS в Национальной лаборатории Резерфорда — Эплтона (Великобритания), приближают человечество к созданию мюонного коллайдера («Nature», 2020, 578, 53–59; doi: 10.1038/s41586-020-1958-9, полный текст)…

…основной источник водорода в экзосфере — протоны солнечных и галактических космических лучей и солнечного ветра, захваченные радиационными поясами Земли; его пополнение происходит главным образом за счет Южно-Атлантической магнитной аномалии и частично за счет полярных зон («Доклады Академии наук», 2019, 5, 489, 502–505)…

…нанофлюидика — изучение движения жидкостей и ионов в нанометровом масштабе — показала, что на наноуровне возникают физические явления, которые невозможно описать в рамках законов гидродинамики для макрообъемов; многие из этих явлений до сих пор не объяснены («Nature Materials», 2020, 19, 253; doi: 10.1038/s41563-020-0633-8)…

…китайская компания BGI представила суперпроизводительную платформу для секвенирования ДНК DNBSeq-Tx; как заявил представитель компании, стоимость секвенирования полного генома человека с помощью этого прибора составит всего 100 долларов (https://www.technologyreview.com/s/615289/china-bgi-100-dollar-genome/)...

…данные, полученные при изучении электроэнцефалограмм в разных состояниях для решения проблемы аутентификации личности, говорят о том, что наиболее стабильный паттерн — альфа-ритм в покое, наименее — при написании текста ручкой («Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова», 2020, 70, 1, 40–49)…

…известный своими противоопухолевыми свойствами тимохинон может быть токсичным для нормальных нейронов — в эксперименте он вызывает дозозависимую гибель культивированных зернистых нейронов мозжечка («Биохимия», 2020, 85, 2, 239–247)…

…создана модель старения человека, основанная на присутствии в вегетативном мозге двух центров, стимулирующих и ингибирующих рост и самообновление тканей; кривая смертности, полученная с помощью модели, впервые по казала соответствие реальной полной кривой интенсивности смертности («Биофизика», 2020, 65, 1, 198–201)…

…люди каменного века, жившие на арктических берегах современной Норвегии 3800–6300 лет назад, ели треску, содержание кадмия в которой превышало современный максимально допустимый уровень в 20 раз, содержание свинца — в четыре раза («Quaternary International», 2020; doi: 10.1016/j.quaint.2020.01.019)…

…некоторые гены синаптической пластичности могут принимать участие в формировании тревожности при выполнении математических операций и одновременно регулировать ответ организма на стресс, вызванный тревожным состоянием («Генетика», 2020, 56, 1, 98–106)…

…создан биогибридный робот — микроэлектронное устройство, которое управляет плаванием живой медузы; такое животное с контролируемым перемещением можно использовать для мониторинга океана («Science Advances», 2020, 6, 5, eaaz3194; doi: 10.1126/sciadv.aaz3194, полный текст)…

…фауну Смоленской области пополнил новый вид млекопитающих — подземная полевка; кости этих грызунов были обнаружены в гнездах ушастой совы в национальном парке «Смоленское приозерье» («Зоологический журнал», 2020, 99, 2, 234–238)…

…многие амфибии, особенно хвостатые — тритоны и саламандры, оказались способными к биолюминесценции: они светятся желтым и зеленым светом, если их облучить синим или ультрафиолетовым («Scientific Reports», 2020, 10, 2821; doi: 10.1038/s41598-020-59528-9, полный текст)…

…клопы Pentatoma rufipes используют не только призывные, конкурентные сигналы и сигналы ухаживания, но и дизруптивные — для предотвращения попыток копуляции и разрушения уже копулирующих пар; их издают только самки («Сенсорные системы», 2020, 34, 1, 12–14)…

…на вертикальных поверхностях скальных выходов правого берега реки Уссури в Вяземском районе Хабаровского края открыты новые антропоморфные и зооморфные изображения — личины и предположительно сцена охоты хищника на кабана («Российская археология», 2019, 4, 127–133)…

…более 500 ученых обратились к правительству Индии с просьбой отозвать запрос на проведение исследований по «уникальности» местных пород скота и целебным свойствам коровьей мочи, навоза и молока, включая возможное противораковое действие («Science», 2020; doi: 10.1126/science.abb4387)…