Но благодаря пандемии реинфекция стала предметом семантической и научной путаницы.
В свете распространения COVID-19 реинфекция стала предметом всеобщего ужаса, угрозой бесконечного круга заболеваний. Она стала предметом дебатов о тестировании, иммунитете и вакцинах и многократно фигурировала в заголовках. В итоге значение этого термина стали понимать неправильно. Когда я спрашиваю иммунологов о реинфекции в контексте коронавируса, многие из них вздыхают.
И я их не виню. В центре любого разговора о реинфекции находится необъяснимая загадка: на самом ли деле люди, пережившие COVID-19, защищены от повторного заражения. Прошлым летом несколько случаев вероятной реинфекции показали, что вирус, возможно, сильнее, чем защитные способности нашего организма, — и что повторное заражение может происходить, хоть и нечасто.
Но инфекция — игра, в которой участвуют двое. Поэтому изменение любого из соперников повлияет на динамику второго раунда этой игры. Иногда защитные способности организма могут ослабевать. Или патоген может изменить свою поверхность до неузнаваемости — и тогда защитные механизмы хозяина, ранее победившие болезнь, не смогут распознать вредителя, даже если будут работать в полную силу. Подобные случаи можно, скорее, назвать не реинфекцией, а другой, отдельной инфекцией.
Но они могут скоро стать нашей новой реальностью, поскольку коронавирус продолжает мутировать, и этот процесс только ускоряется, учитывая, как много людей он заразил. В течение почти всего 2020 года нам был известен только один вариант коронавируса — оригинальный SARS-CoV-2, если можно так выразиться. Недавно исследователи обнаружили несколько случаев, когда новые варианты вируса обосновались в организме людей, ранее перенесших COVID-19. Эксперты еще не придумали, какими терминами описывать эти случаи или как отличать их от случаев повторного заражения, вызванного ослаблением иммунной системы людей.
Но важно выяснить, как и почему коронавирус возвращается в организм некоторых людей, чтобы научиться это предотвращать. Понимание процесса реинфекции повлияет на процесс разработки вакцин и лекарств и поможет отслеживать дальнейшие перемещения вируса. Также это может помочь нам выяснить степень устойчивости иммунитета к коронавирусу и способность вируса к изменениям.
Для лучшего понимания реинфекции стоит сперва взглянуть на старую добрую инфекцию. Брианна Баркер, иммунолог в Университете Дрю, Нью-Джерси, объясняет, что инфекция представляет собой взаимодействие между патогеном и хозяином: патоген ищет себе место для жизни и воспроизведения.
Некоторые инфекции создают «много шума». Они сопровождаются признаками и симптомами болезни, которые вызваны действиями патогена или реакцией нашего организма, пытающегося выселить незваных квартирантов. Другие микробы ведут себя так тихо и ненавязчиво, что мы даже не замечаем их присутствия. Похоже, что поведение коронавирусных инфекций может охватывать весь этот спектр. Кроме того, статус инфекции человека ничего не сообщает нам о том, будет ли этот человек ее распространять. «Ты можешь быть заражен, не будучи при этом заразным», — говорит Катя Кёлле, вирусолог Эморийского университета в Атланте.
Те же принципы применимы и для реинфекции. Повторная инфекция не обязательно будет иметь те же симптомы или тот же уровень контагиозности. В классическом случае реинфекции микроб остается неизменным, но меняется организм человека, приобретая память о патогене. Это значит, что человек не может быть «снова полностью восприимчив к инфекции», говорит Ангела Расмуссен, вирусолог Джорджтаунского университета (Вашингтон).
Обычно вторая встреча человека с патогеном проходит намного легче и менее опасна в плане дальнейшего распространения инфекции. Иммунные клетки способны быстрее и эффективнее атаковать патоген. Иногда эти атаки настолько действенны, что микроб изгоняется из организма до того, как успевает запустить второй раунд инфекции. В других случаях иммунный ответ слишком слабый или медленный, чтобы предупредить развитие инфекции, но его все равно хватает на то, чтобы истребить патоген до появления симптомов. Как говорит Баркер, большинство людей, «вероятно, были повторно инфицированы множеством вирусов в течение жизни, даже не зная этого, потому что они не заболевали».
Повторные стычки организма с одним и тем же патогеном могут принести определенную выгоду. При каждой встрече с захватчиками иммунные клетки собирают все больше «разведданных» о них и улучшают свои навыки для следующей схватки. Это классический пример из учебника иммунологии: организм учится на собственном опыте.
Но в некоторых случаях иммунная система может страдать забывчивостью. Так, память организма о вирусе кори (или о вакцине против нее), судя по всему, сохраняется в течение десятилетий или даже всей жизни. А вирус свинки, похоже, менее запоминающийся.
Исследователи не знают точно, почему память об одних патогенах длится дольше, чем о других, но на этот счет есть некоторые догадки. Природа первой встречи с патогеном может влиять на дальнейшие реакции иммунной системы. Например, более тяжелая болезнь иногда побуждает организм серьезнее воспринимать угрозу и дольше хранить информацию о ней. (В то же время очень тяжелые заболевания могут так сильно потрясти организм, что иммунная система не справляется с формированием памяти о вирусе). Некоторые патогены могут нарушать долговременную память иммунных клеток. Такие факторы, как возраст или биологический пол, тоже влияют на силу иммунного ответа.
По словам Кёлле, «у людей обычно наблюдается очень сильный иммунный ответ» на респираторные вирусы, к которым принадлежит новый коронавирус. На основе данных, собранных всего за один год, ученые пока не могут уверенно предсказать, как долго будет действовать эта защита — но растущая база доказательств позволяет предположить определенную ее прочность.
Прошлым летом исследователи из Гонконга сообщили о первом в мире подтвержденном случае реинфекции коронавирусом примерно через пять месяцев после первоначальной болезни пациента. Но первый случай заболевания был в легкой форме, а второй протекал бессимптомно — неудивительный и даже успокаивающий сценарий. В то время многие эксперты выдвинули идею, что у мужчины не выработался достаточный иммунный ответ после первого заражения — в какой-то момент организм его подвел. С тех пор были официально зарегистрированы десятки похожих случаев реинфекции с более слабыми, чем при первом заражении, симптомами. Предположительно, к этой категории относится еще больше случаев, которые просто не были подтверждены.
Но нужно учитывать и второго противника в этой битве. Хотя коронавирус мутирует медленнее, чем другие респираторные вирусы, все равно его эволюция происходит очень быстро. Ни одно отдельное генетическое изменение не может сделать вирус невидимым для всей иммунной системы, но набор последовательных изменений может сильно изменить его свойства. Поэтому повторные инфекции реже обусловлены «забывчивостью» иммунной системы и чаще — умелой маскировкой самого вируса. Это примерно как ограбление, совершенное благодаря взлому системы безопасности, по сравнению с ограблением, когда вор был в маскировочном костюме.
«Организму может казаться, что это совершенно другой патоген», — говорит К. Брэндон Огбуну, инфекционный эколог и биоинформатик из Йельского университета. И наконец, каждый вирус в процессе эволюции может измениться настолько, что новая инфекция уже не может считаться реинфекцией, а скорее отдельным заражением похожей болезнью.
Возможно, благодаря этим тактикам простудные коронавирусы способны регулярно проникать в человеческую популяцию, говорит Джесс Блум, эволюционный биолог и вирусолог Вашингтонского университета. В декабре команда Блума опубликовала препринт исследования, раскрывающего подробности сложной «гонки вооружений» между человеком и вирусом. Ученые выяснили, что антитела, успешно поборовшие одну версию простудного коронавируса, остаются в организме людей в течение нескольких лет. Однако эти антитела не могут воздействовать на генетически видоизмененных потомков того же вируса.
«Это логично, ведь именно это вирусы и делают, — говорит Оливер Фрегозо, вирусолог Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. — Вирусы будут эволюционировать в направлении, позволяющем им продолжать заражать своих жертв. В противном случае они вымрут».
Ни один из этапов реинфекции не является однозначно ясным. Каждая инфекция, новая или уже знакомая организму, в определенной степени отражает борьбу между иммунитетом и эволюцией вируса, и обе стороны могут сделать так, что ранее знакомый враг станет выглядеть новым и чужим. К сожалению, по словам Блума, «сложно определить, насколько это зависит от пациента, а насколько — от характеристик самого вируса». У большинства людей, инфицированных коронавирусом, невозможно измерить степень иммунного ответа или определить генетическую последовательность заразившего их вируса, хотя это было бы верным способом сказать, изменился ли патоген.
Но чем полнее мы понимаем, как работает этот процесс, тем лучше мы вооружены для борьбы с вирусом. Как говорит Огбуну, «мы должны уметь объяснить, почему что-то пошло не так». Тогда ученые смогут эффективнее разрабатывать лекарства, подходящие людям с ослабленным иммунитетом или нацеленные на борьбу с конкретным вариантом вируса. Эти знания могли бы помочь также в производстве и распространении вакцин, состав которых можно было бы модифицировать для профилактики заражения новыми штаммами. Если мы поймем, что лежит в корне большинства коронавирусных реинфекций, мы сможем расставить приоритеты в своей борьбе с ними: станет ясно, нужно ли нам усиливать свою защиту или улучшать способы нападения.
Сара Коби, иммунолог Чикагского университета, говорит, что предыдущий год не пошатнул ее веру в иммунитет человека. В редких случаях у пациентов наблюдались выраженные симптомы при повторной инфекции, несколько из них даже болели во второй раз сильнее, чем в первый. Но вряд ли отсутствие или ослабление иммунитета к коронавирусу это норма. По словам Коби, большинство зарегистрированных случаев реинфекции происходят потому, что вирус приобретает новые формы маскировки, а не потому, что «с нашей иммунной памятью творится что-то странное».
Повторное заражение из-за изменения свойств вируса — во многих смыслах более легкий вариант реинфекции. Такие реинфекции ожидаемы, их легко отслеживать с помощью генетического тестирования. Также их распространение реально остановить с помощью карантинных мер. Обнадеживает и то, что ни один из известных новых штаммов коронавируса, похоже, не способен полностью уклоняться от иммунного ответа, выработанного к «оригинальному» коронавирусу или вакцинам против него. Это наводит на мысль, что в целом наш иммунитет работает так, как следует. Вакцины, разработанные для нашей защиты от коронавируса, по-прежнему снижают риск заболеть тяжелой формой COVID-19. Со временем разработчики вакцин модифицируют их состав с учетом новых штаммов. У людей, которые сначала заражаются одним штаммом, а затем другим, при втором заражении, скорее всего, будут наблюдаться более слабые симптомы или вообще никаких. (Однако частые реинфекции одним и тем же штаммом с выраженными симптомами будут означать менее безоблачное будущее.)
Вполне вероятно, что коронавирус останется с нами надолго даже после официального окончания пандемии. У вируса по-прежнему будет много возможностей эволюционировать. Принимая разнообразные формы, он вступит в схватку со многими из нас вновь и вновь. «Похоже, нам придется привыкнуть к реинфекциям», — говорит Баркер. Но вирус и человек со временем приспособятся друг к другу и, возможно, достигнут чего-то вроде перемирия: иммунитет со временем выстроит надежный барьер.
Правда, такая реальность потребует бдительности с нашей стороны. Главное, чему нас могут научить реинфекции: чем меньше вирус мутирует, тем дольше мы сможем защищаться от него. Вирусы не могут размножаться и эволюционировать вне хозяина. А мы хорошо знаем, как лучше всего пресечь каналы их сообщения. Для того, чтобы позаботиться о нашем будущем, мы должны быть достаточно подготовленными и извлекать уроки из прошлого. Вероятно, нашей иммунной системе — как и вирусу — это знакомо.
