Эпидемия

Как эпидемия ВИЧ поможет в борьбе с COVID-19? Отвечает гарвардский ученый

Когда-то в основу лечения ВИЧ легли знания и разработки ученых, полученные в борьбе с раком. Теперь опыт борьбы с эпидемией ВИЧ может помочь победить коронавирус. Бывший профессор Гарвардской медицинской школы и глава международного исследовательского института ACCESS Health International Уильям Хэзелтайн систематизировал выводы и уроки, которые человечество должно извлечь из опыта борьбы с ВИЧ для победы над ковидом. Статья ученого опубликована в научно-популярном журнале Scientific American. «СПИД.ЦЕНТР» публикует ее перевод на русский язык.

Пандемия COVID-19 и уроки ВИЧ

«Сегодня мы вступили в очередной смертоносный виток исторической борьбы человека с микромиром. Эта борьба повлияла на ход эволюции человека и его историю. Мы видели лицо нашего врага — на этот раз крошечного вируса», — я произнес эти слова, выступая перед подкомитетом Сената США 26 сентября 1985 года. Я говорил о ВИЧ, но сегодня мог бы сказать то же самое о коронавирусе.

Как и все вирусы, коронавирусы — опытные взломщики. SARS-CoV-2, определенно, смог подобрать к нам ключ. Представьте себе, что вирус — это разумная биологическая машина, которая постоянно ставит эксперименты с ДНК, чтобы адаптироваться к экологической нише, в которой она обитает. Этот вирус вызвал пандемию, во многом благодаря тому, что воздействовал на три основные человеческие уязвимости: наши биологические защиты, социальное поведение и политические противоречия.

Куда заведет нас эта война в следующие годы и десятилетия? Какой урон будет нанесен людям в пересчете на смерти, заражения, побочные эффекты и прочие осложнения? Насколько эффективны будут новые вакцины и препараты в сдерживании или даже уничтожении вируса?

Предсказать невозможно. Но опыт длительной борьбы с ВИЧ, вирусом иммунодефицита человека, который вызывает СПИД, подсказывает, что нас может ждать. ВИЧ и СПИД — одно из тяжелейших наказаний, преследовавших человечество. ВИЧ — эксперт по взлому шифров. К концу 2019 года по всему миру болезнь унесла приблизительно 33 миллиона человек. Всего заражено около 76 миллионов, и ученые предполагают, что около 1,7 миллиона людей заражаются вирусом каждый год.

И все же мы не должны недооценивать достижения науки. Среди приблизительно 38 миллионов людей, живущих сегодня с ВИЧ/СПИДом, 25 миллионов получают полноценную антиретровирусную терапию, которая предотвращает развитие болезни и подавляет вирус, так что его передача становится практически невозможной. Я предполагаю, что еще около 25 миллионов или более заражений просто не произошло, особенно южнее Сахары, благодаря тому, что эти препараты стали доступны в большинстве стран.

Благодаря эпической борьбе со СПИДом врачи, вирусологи, эпидемиологи и специалисты в области здравоохранения приобрели важный опыт, который мы можем применить в нашем сегодняшнем сражении. Например, нам очевидно, что вакцины никогда не дают гарантий, а нашим основным оружием могут стать лекарства. Мы обнаружили, что человеческое поведение играет жизненно важную роль при любой попытке победить заболевания, так что мы не можем упускать человеческую натуру из вида. Мы также поняли, как важно опираться на инструменты, приобретенные в борьбе с предыдущими вспышками. Но эта стратегия останется нам доступна только в том случае, если мы продолжим финансировать исследования в перерывах между пандемиями.

Сложности с вакцинами

Ранние наблюдения за тем, как ВИЧ ведет себя в наших телах, показали, что путь к вакцине будет долгим и тернистым. По мере развития вспышки эпидемии мы начали отслеживать уровни антител и Т-лимфоцитов (белых кровяных телец, которые сражаются с захватчиками) у инфицированных лиц. Высокий уровень и того и другого показывал, что иммунная реакция пациентов была необычайно активна. Она была сильнее, чем при любой другой болезни, которую мы наблюдали ранее. Но, даже работая на полную мощность, иммунная система организма никогда не справлялась с тем, чтобы полностью избавиться от вируса.

В отличие от вируса полиомиелита, который действует по принципу «бей и беги» и приводит к формированию долгосрочного иммунитета после инфицирования, ВИЧ — это вирус, который всегда с тобой. Если вы заражаетесь, патоген остается в вашем теле, пока не уничтожит иммунную систему, оставляя вас беззащитными даже перед самой жалкой инфекцией. Более того, ВИЧ постепенно эволюционирует — это способный оппонент, который ищет способы обойти нашу иммунную реакцию. Хотя это не значит, что изобрести вакцину невозможно, это точно означает, что разработать ее, особенно в 80-е годы, когда мы только столкнулись с вирусом, было непросто.

«К сожалению, никто не может с уверенностью утверждать, что можно создать вакцину от СПИДа», — сказал я в 1988 году, выступая перед Президентской комиссией по эпидемии ВИЧ. «Нельзя заявить, что такую вакцину невозможно разработать, но мы не уверены в успехе». Прошло более тридцати лет, и эффективной вакцины, предотвращающей заражение ВИЧ, все еще нет.

Судя по тому, что мы видим в случае с SARS-CoV-2, он взаимодействует с нашей иммунной системой сложным способом и в чем-то напоминает полиомиелит, а в чем-то ВИЧ. Мы знаем, благодаря примерно шестидесяти годам наблюдения за коронавирусами, что иммунная система тела способна от них избавляться. Кажется, это касается и SARS-CoV-2. Но вызывающие простуду коронавирусы, как и ВИЧ, владеют различными уловками. Инфицирование одним из них, кажется, никогда не наделяет организм иммунитетом к повторному инфицированию или симптомам того же штамма вируса — вот почему все те же вирусы гриппа возвращаются каждый сезон.

Коронавирусы не похожи ни на водителей, сбегающих с места преступления (вроде полиомиелита), и на захватчиков, таких как ВИЧ. Я говорю, что они работают по принципу «заразись и забудь» — разобравшись с вирусом, тело как будто забывает, что уже связывалось с ним раньше. Ранние исследования SARS-CoV-2 подсказывают, что по своему поведению он может напоминать своих двоюродных братьев и вызывать преходящую иммунную защиту.

На дороге к вакцине от SARS-CoV-2 будет немало препятствий. Некоторые люди, переболев COVID-19, вырабатывают нейтрализующие антитела, которые могут вычистить вирус, но это происходит не со всеми. Будет ли вакцина стимулировать образование таких антител у всех — все еще не известно. Более того, мы пока не знаем, как долго эти антитела могут защищать человека от инфекции. Наверное, должно пройти два или три года, прежде чем у нас будет достаточно данных и уверенности в результатах.

Другая проблема заключается в том, как вирус проникает в тело: через слизистую носа. Ни одна разрабатываемая сегодня вакцина от COVID-19 не показала способности предотвращать инфицирование через нос. У нечеловекообразных приматов некоторые вакцины способны эффективно предотвращать развитие заболевания в легких. Но эти исследования мало говорят о том, как этот препарат будет работать на людях. У нас болезнь протекает не так, как у обезьян, которые не проявляют особенно заметных симптомов.

Благодаря ВИЧ мы узнали, что попытки полностью предотвратить проникновение вируса редко заканчиваются успехом. Это верно как для ВИЧ, так и для многих других вирусов, включая грипп и даже полиомиелит. Вакцины больше напоминают пожарную сигнализацию. Они не столько мешают огню разгореться, сколько призывают иммунную систему на помощь, когда огонь уже вспыхнул.

Мир надеется на вакцину от COVID-19. Кажется, что ученые вот-вот объявят об успехе, но успех — это не так просто, как кажется. Пока я писал этот текст, власти в России сообщили об одобрении вакцины от COVID-19. Сработает ли она? Будет ли она безопасной? Будет ли она долгоиграющей? Никто не сможет дать нам убедительные ответы на эти вопросы относительно любой из обещанных вакцин, пожалуй, еще несколько лет.

Мы значительно продвинулись в молекулярной биологии с 1980 годов, но все же самым растянутым этапом разработки препаратов остается тестирование на людях. Кстати, стоит сказать, что инфраструктура, разработанная в ходе исследований ВИЧ/СПИДа, сегодня ускоряет процесс испытаний. Тридцать тысяч волонтеров по всему миру входят в сети, созданные Национальными институтами здравоохранения для испытания новых вакцин от ВИЧ, и именно среди них набирали добровольцев на первичные испытания вакцин от COVID-19.

Когда доктора лечат пациента, который, скорее всего, умрет, они готовы пойти на риск и попробовать лекарство, которое может ослабить пациента, но спасет его жизнь. Но врачи редко готовы экспериментировать с профилактикой, потому что слишком велик риск нанести пациентам больше вреда, чем пользы. Вот почему десятилетиями поиск вакцины, предотвращающей ВИЧ-инфекцию, отставал от разработки лечения ВИЧ.

Главное — лечение

Терапия ВИЧ — это история невероятного успеха. Первым рядом препаратов от ВИЧ были ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот. Они встраиваются в вирусные нуклеиновые кислоты в процессе превращения РНК вируса в ДНК, обрывая его дальнейший рост.

К 1990-м годам мы научились лучше использовать комбинации препаратов, контролирующих ВИЧ-инфекцию вскоре после того, как пациенты заразились. Первый препарат AZT немедленно начали использовать работники медицинских учреждений, которые заражались при контакте с иглами. Он также использовался, чтобы сократить вероятность передачи вируса от матери ребенку. Например, пренатальная терапия матерей с ВИЧ в то время сократила число младенцев, родившихся инфицированными, на две трети. Сегодня комбинация химиотерапии снижает передачу инфекции от матери ребенку до неопределяемого уровня.

Следующей линейкой лекарств были ингибиторы протеазы, один из которых я помогал разрабатывать. Первый был представлен в 1995 году и использовался в сочетании с другими препаратами. Это средство позволяло блокировать активность протеазы вируса, фермента, который расщепляет белки ВИЧ на мелкие активные частицы. Но с этими препаратами возникли серьезные проблемы, так же как и с теми, которые блокировали полимеразу вируса, ответственную за его репликацию.

Нашим телам также нужны протеаза для нормальной работы организма и полимераза, чтобы наши собственные белки воспроизводились. Препарат, который подавляет вирусный белок, угнетает и клетки самого организма. Соотношение между концентрацией, в которой лекарство блокирует свою мишень — вирус, и концентрацией, в которой оно вредит белкам тела, называется терапевтическим окном. Это окно, в пределах которого лекарство будет достаточно эффективным против вируса и не вызовет ненужных побочных явлений. У ингибиторов полимеразы и протеазы это окно весьма узкое.

Сегодня золотой стандарт лечения ВИЧ называется антиретровирусной терапией — по сути, пациенты принимают коктейль как минимум из трех различных лекарств, которые атакуют вирус ВИЧ разными способами. Стратегия выработана благодаря успехам, которых мы когда-то достигли в борьбе с раком.

В конце 70-х я создал в Институте раковых исследований Дана-Фарбер при Гарвардском университете лабораторию для разработки новых препаратов для лечения онкологических пациентов. Раковые опухоли со временем приобретают устойчивость к одним и тем же препаратам, но комбинация лекарств эффективно замедляла, останавливала или уничтожала рак. Мы использовали этот опыт для разработки химиотерапии ВИЧ. К началу 90-х годов комбинации препаратов от СПИДа спасали жизни людей с ВИЧ. Сегодня инфекция уже не является, как когда-то, смертным приговором, и пациенты могут жить практически, не ощущая ВИЧ, а вирус почти не влияет на продолжительность их жизни.

Мы уже понимаем, что лечение COVID-19 также будет осложняться возникновением устойчивости к единому препарату. Мы замечали, что в лабораторных условиях у SARS-CoV-2 быстро развивается резистентность. Как и в случае с ВИЧ и раком, для лечения этой болезни необходима комбинация лекарств. Сегодня цель биотехнологий и фармацевтической индустрии — разработать набор действенных и специфических лекарств, каждое из которых будет нацелено на определенную функцию вируса. Десятилетия исследований ВИЧ указали нам этот нам путь и придают нам уверенность в будущем успехе.

Социальное поведение

Пытаясь понять и остановить эпидемию СПИДа в начале 80-х, мы тесно сдружились с врачом и вирусологом Робертом Редфилдом (сегодня он глава Центров по контролю и профилактике заболеваний США). Скоро мы поняли: хотя многие политики по всему миру отказываются признавать, что ВИЧ — это угроза населению, военные оказались исключением. Почти все страны сочли СПИД серьезной угрозой для своих войск и воинской готовности, а также потенциальным источником серьезных убытков для  оборонного бюджета. Они смотрели на ситуацию следующим образом: «Давайте не будем закрывать глаза и притворяться, что солдаты — святые. Это не так. Они люди». Редфилд, тогда работавший в Военном медицинском центре Уолтера Рида, помог разработать и внедрить программу тестирования всех активных военнослужащих США на ВИЧ (хотя результаты тестирования оказались противоречивыми, потому что военнослужащим, которые получили положительные результаты теста, запретили служить в армии).

В то время не существовало эффективных лекарств, болезнь убивала более 90 % зараженных. Когда врачи сталкивались с супружескими парами, в которых кто-то из супругов был инфицирован, а кто-то нет, доктора самым настоятельным образом рекомендовали им использовать презервативы. К моему изумлению я обнаружил, что менее трети прислушались к советам. «Если люди не реагируют даже на смертельную угрозу, которую влечет за собой незащищенный секс с мужем или женой, то у нас серьезные проблемы», — подумал я. За следующие пять лет более чем три четверти неинфицированных партнеров заразились ВИЧ.

Я всегда руководствовался этим опытом, оценивая разницу между ожиданиями и реальностью. Человеческая сексуальность — тяга к сексу и физической близости — глубоко укоренена в нашей природе. В восьмидесятых я знал, что люди вряд ли серьезно изменят свое сексуальное поведение. В XIX веке все знали, как передается сифилис и что это серьезная болезнь. Тем не менее сифилисом все равно были заражены 10-15 % жителей Штатов в начале XX века. Дело было не в недостатке знаний о передаче болезни, а в том, что люди не изменяли свое поведение соответствующим образом.

Скорее всего, в случае с COVID-19 тоже присутствует сексуальная динамика, которая остается невидимой. Именно она отчасти вынуждает людей покидать дома и отправляться в бары и на вечеринки. Человек, которого тянет выпить пива, может утолить свою жажду дома и в безопасности, но другие желания удовлетворить сложнее, особенно если вы молоды, одиноки и живете одни. При разработке стратегии общественного здравоохранения нельзя игнорировать этот факт.

Тот же урок, который мы усвоили в разгар эпидемии ВИЧ, пытаясь помочь молодежи изменить свое поведение, применим сегодня и к COVID-19: будьте в курсе рисков, знайте своих партнеров и принимайте необходимые меры предосторожности. Многие молодые люди живут с ложным убеждением в том, что даже если они заразятся, то вряд ли будут болеть тяжело. Это не просто неверно. Даже люди с бессимптомным течением болезни могут столкнуться с затяжными тяжелыми последствиями. Чем лучше люди осознают риски, особенно молодые люди, тем скорее они примут меры, необходимые для того, чтобы защитить себя и окружающих. Мы уже видели, как это произошло в случае со СПИДом.

Финансирование

Когда я спрашиваю мировых экспертов, что они знают о молекулярном устройстве SARS-CoV-2 или, раз уж на то пошло, любого другого коронавируса, у них нет точных ответов на эти вопросы, хотя они должны их знать. Почему? Потому что правительства и индустрия прикрыли финансирование исследований коронавируса в 2006 году, после того как утихла первая пандемия SARS (атипичной пневмонии), а затем по окончании вспышки MERS (ближневосточного респираторного синдром), который также показался поддающимся контролю. Государственные организации во всем мире, не только в США, но и в Китае, Японии, Сингапуре, Гонконге и на Ближнем востоке — в странах, затронутых SARS и MERS, недооценивали опасность коронавирусов. Несмотря на четкие, настойчивые и очень громкие предупреждения многих из тех, кто тесно столкнулся с SARS и MERS, финансирование иссякло. Разработка многообещающих препаратов от SARS и MERS, которые могли бы помогать и от SARS-CoV-2, была заброшена из-за недостатка средств.

Когда уже в середине августа по всему миру было 22 миллиона зараженных и 776 тысяч погибших, у нас появились все основания ускорить поддержку исследований. Весной США быстро раскрыли шлюзы финансовых потоков с целью ускорения разработки вакцин и лекарств. Но достаточно ли этого?

Благодаря кризису ВИЧ мы узнали, как важно иметь уже готовую производственную цепь медицинских разработок. Онкологические исследования в 50-х, 60-х и 70-х заложили базу для исследований ВИЧ/СПИДа. Правительство откликнулось на общественную озабоченность и резко повысило федеральное финансирование онкологических исследований в эти годы. Эти усилия достигли своей кульминации, когда Конгресс одобрил Национальный закон президента Ричарда Никсона о раке в 1971 году. Обещание выделить 1,6 миллиарда долларов на онкологические исследования (это 10 миллиардов долларов по сегодняшнему курсу) дали науке опору, которая помогла выявить и понять ВИЧ в 1990-е годы, хотя, конечно, тогда никто не знал, как она будет полезна.

В 1980-е годы администрация Рейгана не хотела говорить о СПИДе или выделять лишние бюджетные средства на исследование ВИЧ. Президент Рональд Рейган впервые выступил с важной речью на тему СПИДа в 1987 году. Его первая администрация скудно финансировала исследования ВИЧ. Мало кто из ученых готов был рискнуть своей карьерой, занимаясь молекулярной биологией. Но когда появились новости, что СПИДом серьезно болен актер Рок Хадсон, мы вместе с республиканским сенатором Тедом Стивенсом, демократическим сенатором Тедом Кеннеди, актрисой Элизабет Тейлор и некоторыми другими провели эффективную кампанию за выделение в 1986 году 320 миллионов долларов из бюджета на исследование СПИДа. Нас поддержали Барри Голдуотер, Джесс Хелмс и Джон Уорнер, республиканские лидеры Сената. Начали поступать деньги, в процесс включились выдающиеся ученые. Я помогал разрабатывать первую оплаченную Конгрессом программу исследований СПИДа вместе с Энтони Фаучи, доктором, который теперь возглавляет борьбу нашей страны с COVID-19. И если есть в мире человек, который сделал самый крупный вклад в профилактику и лечение СПИДа, то это Фаучи.

Одно из различий между 1980-ми годами и нашим временем заключается в том, что республиканцы Конгресса были куда больше готовы сопротивляться президенту и руководству Белого дома, когда те не предпринимали необходимых шагов для борьбы с глобальным заболеванием. Например, Стивенс решил, что его задача — как можно лучше защитить армию США и другие ветви обороны и разведки от ВИЧ-инфекции. Он смог перенаправить 55 миллионов оборонного бюджета на тестирование военнослужащих на ВИЧ/СПИД.

За 36 лет, прошедшие после открытия ВИЧ, наш набор инструментов для исследования вирусов и их лечения был невероятно усовершенствован. Это одна из причин, почему я уверен, что у нас будут эффективные антивирусные препараты для лечения COVID-19 к следующему году, если не раньше. То, на что уходило пять или десять лет в 80-е и 90-е, сегодня во многих случаях можно сделать за пять или десять месяцев. Мы можем оперативно выявлять и синтезировать вещества, чтобы прогнозировать, какие лекарства будут эффективными. Мы можем использовать криоэлектронную микроскопию, чтобы изучать структуры вируса и симулировать воздействие на него молекулы за молекулой в течение недель — раньше на это уходили годы. Главное — никогда не опускать руки, когда дело касается финансирования антивирусных исследований. У нас не было бы надежды победить COVID-19, если бы не развитие молекулярной биологии, к которому привели предшествующие войны с вирусами. А то, чему мы научимся в этом раунде, поможет нам во время следующей пандемии, но нам нужно, чтобы финансирование не прерывалось.

Прыжок в неизвестность

В ноябре 2019 году я провел несколько дней в Ухане, Китай, руководя встречей американо-китайского саммита по здравоохранению. Главной озабоченностью нашей группы в разгар американо-китайской торговой войны была угроза введения ограничений на обмен результатами исследований. В остальном это было прекрасное время и прекрасный город.

Недели спустя, дома в Нью-Йорке, я никак не мог избавиться от затяжной простуды, которую подцепил в поездке в Ухань. Позже я получил отрицательный результат, проверившись на антитела к COVID-19, но эти результаты ненадежны. Глава моего фонда в Китае как-то позвонил мне с ужасными новостями: трое из его внуков умерли от странного вируса. «Все, кто заболевает, сильно страдают, — сказал мой тридцатилетний коллега. — Все закрыто. Я даже не могу сходить на похороны дедушки».

Несколько недель спустя я получил первый отчет очевидца о том, как агрессивно Китай выступил на борьбу со вспышкой, от другого коллеги, который только что вышел из карантинного отеля после четырнадцати дней изоляции. Он рассказал: когда один человек из самолета, в котором он возвращался из Франкфурта в Шанхай, получил положительный результат теста на коронавирус, лица, отслеживающие контакты, позвонили ему несколько дней спустя и приказали изолироваться. Единственными, кто с ним контактировал, были инспекторы в костюмах химической защиты, которые каждый день заходили, чтобы продезинфицировать его комнату и принести ему питание.

Мы только начинаем доказываться, каким может быть долгосрочный урон от COVID-19. Это новый вирус, так что четкого представления у нас не будет еще несколько лет, но мы знаем, что ущерб будет очень велик. Мы пока только на поверхностном уровне разобрались в молекулярном устройстве коронавируса. Что будут рассказывать наши дети и внуки о наших успехах как ученых и как общества и о наших провалах в борьбе с пандемией — худшей из тех, с которыми мы столкнулись за сто лет?

Ученые стоят на рубеже человеческого знания, готовясь прыгнуть в неизвестность. Мы начинаем работу, словно люди, пытающиеся по крохам пробить дыру в каменной стене пещеры. Вы не знаете, что окажется на другой стороне. Некоторые люди ломают эту стену всю свою жизнь, чтобы наскрести лишь пригоршню осколков. Возможно, нас ждет затяжная пандемия, а возможно, нам уже скоро повезет с эффективным лечением и вакцинами. Но мы уже стояли на этом месте, глядя в лицо неизвестного вирусного врага, и мы можем опираться на наш опыт. Это не первая и не последняя глобальная эпидемия.

Подписывайтесь на канал  СПИД.ЦЕНТРа  в Яндекс.Дзене
Google Chrome Firefox Opera