«Не вижу необходимости»: биолог Северинов о массовом тестировании на коронавирус и прогнозе распространения болезни
Биолог Северинов о массовом тестировании на коронавирус и прогнозе распространения болезни
— Константин, давайте с вами поговорим про тестирование. В чём проблема тестирования на коронавирус?
— Нет особой проблемы. Есть проблема вообще тестирования. То есть вы хотите определить очень небольшое количество какого-то инородного агента, например по рибонуклеиновой кислоте или по белкам, в случае вируса на фоне очень большого количества молекул, которые находятся в биологической жидкости.
— То есть просто мусора.
— Мусора, да. И сделать вы хотите это точно. У вас может быть ложноположительная реакция — вы говорите, что есть возбудитель, а его на самом деле нет. А есть другая ошибка, реакция ложноотрицательная — вы говорите, что нет возбудителя, а он есть. Цена вопроса, особенно в теперешней ситуации, велика. Поэтому вы хотите сделать тест надёжным. Кроме того, он должен быть сертифицирован, он должен показывать определённую точность, должен быть быстрым, дешёвым, он должен работать как часы, что очень важно. Чтобы сделан не один раз на коленке, а массово произведён. Везде, где можно, должна быть соответствующая аппаратура поставлена, люди должны быть натренированы. Всё это означает, что должна быть система.
— Сейчас в России тестирование на коронавирус проводится одним-единственным способом — полимеразной цепной реакцией.
— С обратной транскрипцией — да.
— Почему?
— Я не знаю, почему. На самом-то деле есть два способа. Вирус — у него есть геном — нуклеиновая кислота, РНК или ДНК, и он запакован в белковую оболочку. И есть два способа тестирования наличия вируса. Вы можете определить наличие нуклеиновой кислоты, это первый вариант. И это делается с помощью такой цепной полимеразной реакции — очень изящной процедуры, которая позволяет при наличии информации о последовательности ДНК или РНК инфекционного агента амплифицировать, размножать специфические последовательности, соответствующие этому агенту, и потом просто детектировать наличие вот такой амплифицированной умноженной последовательности.
Все очень любят геномы. Геном — это некий текст. Есть у нас четыре буквы нуклеиновой кислоты — A-G-C-T. Вы можете прочесть и положить в базу данных. Конкретно в случае коронавируса, по-моему, вчера было уже около 900 геномов получено. То есть были выделены образцы у больных людей, и определена последовательность длиной в 30 тысяч букв, это и есть геном коронавируса. Эти выделенные коронавирусы, или, вернее, определённые геномы, чуть-чуть отличаются у разных людей, потому что вирус имеет свойство меняться. Но, сравнивая вот эти последовательности, которые получены, вы выделите определённые блоки, которые не меняются, они почти всегда одинаковые. Учёные называют их консервативными. И этот в некотором смысле кусочек биологического текста является маркером наличия вируса, потому что таких последовательностей нуклеиновых кислот у нас с вами в нашей ДНК нет. Соответственно, вы можете придумать процедуру, которая специальным образом будет узнавать именно такие последовательности нуклеиновой кислоты. И при наличии подобных последовательностей у вас будет некоторая система, которая будет говорить: да, оно там есть. Так как мы всё равно говорим об очень маленьких количествах, то полезно сигнал умножить. Знаете, как вот раньше были эти «усилки», когда вы музыку слушаете и прочее, вы амплифицируете, размножаете. Так вот, эта цепная полимеразная реакция — это именно некая биохимическая процедура, которая позволяет вам экспоненциально нарабатывать, увеличивать количество исходной нуклеиновой кислоты при условии, что она соответствует той самой последовательности, которая вас интересует.
— Начали тестировать методом ПЦР — поправьте меня, если я ошибаюсь, — который, как правило, используется для, например, определения вирусной нагрузки. Для того, чтобы определить, сколько вируса...
— Он не количественный. В основном качественный. Есть варианты цепной полимеразной реакции, которая количественная.
— И есть другой принцип — антительный, то есть иммунно-ферментный анализ. Вот почему такой анализ на коронавирус не делается сейчас в России? Это же основной тест в мире.
— И да, и нет. В Китае и других странах тесты на основе цепной полимеразной реакции шире распространены, потому что они очень дешёвые. Их легко сделать, их легко имплементировать.
— ПЦР дешевле, чем ИФА?
— Для цепной полимеразной реакции теста вам ничего не нужно знать, кроме как иметь на компьютере последовательность генома вируса, а дальше вы совершаете некоторые процедуры, которые позволяют вам разработать эту систему. И есть соответствующая база, есть мощные лаборатории по всей стране, включая нашу, которые могут это поставить на поток. У нас клиники типа InVitro занимаются тем, что тестируют людей на различные заболевания с помощью этого теста. У вас вся процедура остаётся точно такой же. Единственное, что меняется, — это реагент, который необходим для определения вот этой конкретной нуклеиновой кислоты. Смотрите, это всё построено на красивом принципе комплементарности. Вы знаете: вот ДНК, двойная спираль. Одна цепочка соответствует другой. И, если вы знаете последовательность нуклеиновой ДНК или РНК в одной цепочке, вы можете разработать другую цепочку, которая будет к ней подходить. И всё, что вам нужно для детектирования коронавируса, — это найти тот участок, который будет подходить.
- Пассажиры метро в защитных масках спускаются по эскалатору
- РИА Новости
- © Владимир Песня
— То есть там цена исключительно вот в этом реагенте, который на какие-то конкретные нуклеотиды рассчитан?
— Да. Но чтобы это хорошо работало, есть тонкости. С антительными тестами есть проблема. В чём смысл антительного теста: у людей заболевших в кровотоке появляются возбудители, наша иммунная система отвечает на это заболевание производством антител. Антитела — это специальные белки, которые взаимодействуют с инородным агентом и помогают нам его инактивировать. Такое очень специфичное антитело узнаёт только антиген, которому оно соответствует. В нашем случае это будет коронавирус. Соответственно, если у кого-то была коронавирусная инфекция, в кровотоке будут антитела, специфические к этому вирусу.
— Нам нужно много биологического материала...
— И нам нужно детектировать эти антитела. Мы должны уметь их находить. Потому что так можно детектировать тех людей, которые, например, уже вылечились, но инфекция у них была. Они могли не знать, что больны, но у них образовались антитела, которые этот вирус порешили. Обнаруживать таких людей гораздо полезнее с точки зрения эпидемиологии и разработки методов борьбы. ДНК или РНК-вируса у них сейчас уже нет. Остались антитела. Это то, что обеспечивает наш иммунитет. Воспоминания организма и некий его способ бороться с инфекцией, если она вдруг возникнет.
— Удивительно, что основой этого теста являются воспоминания.
— Да. Но для того чтобы такой тест уметь сделать, вам нужно собирать у людей кровь и в этой крови детектировать наличие антитела, специфического к вирусу. Значит, у вас должна быть какая-то подложка, на которую вы кладёте поверхностные белки вируса. Вам нужно такой белок, этот S7, произвести методом генной модификации, выделить его в больших количествах и начать наносить на какие-то бумажки, чтобы потом можно было на эти пробы капать образцы крови различных людей, тестировать. Это в любом случае гораздо сложнее — вам нужно просто произвести большое количество вирусного антигена, знать, какой он, чтобы детектировать антитела.
— Насколько сейчас по всему миру эти тесты различаются? Вот наш анализ, который делается в России, такой же, как анализ, который делается в Италии?
— Есть некоторая опубликованная информация. Например, CDC, американский центр контроля заболеваний, просто предложили, сделали некий стандарт своего теста. Очевидно, что все остальные люди, которые занимаются разработкой этих тестов, используют эту информацию для того, чтобы сделать свои клоны, но, возможно, они это дело улучшают. Касательно наших тестов... На самом деле никто же не делал такой бенчмаркинг.
— Нужно ли тестировать всех? Испанцы взяли и всех протестировали.
— Я совершенно не понимаю, для чего это было нужно, если у людей нет симптомов.
Тот факт, что я вчера был здоров, не означает, что сегодня я не заболел. Поголовное тестирование, кроме того, что будет огромная нагрузка на систему здравоохранения, вряд ли что-то даст.
— Насколько Россия готова к масштабному тестированию?
— По моему опыту, по крайней мере в Москве развёрнута сеть коммерческих клиник, есть Институт эпидемиологии, в котором поставлены на поток такого рода анализы — не в связи с коронавирусом, но их достаточно легко перепрофилировать. Другой вопрос — если тестировать всех, то и эту возможность очень скоро мы насытим. И будут проблемы.
— Как вы думаете, сколько будет сделано тестов?
— Нет проблем перевести это в десятки тысяч, я не вижу проблем на уровне страны. Но я и не вижу необходимости это делать. Тест нужен для подтверждения диагноза, а не просто для того, чтобы приобрести некое спокойствие и дальше потом ходить на работу и нарушать все возможные правила.
— Лежит человек в Коммунарке. Предполагается, что у него может быть коронавирус. И действительно, первый тест показывает коронавирус. Зачем ему делают ещё три теста? Или, например, первый тест не показывает коронавирус. Зачем делают два последующих?
— Если вы рассмотрите геном вируса, там довольно много генов, это всё-таки очень большой вирус, один из самых больших РНК-геномов. И следует смотреть на наличие положительного ответа по нескольким участкам вирусного генома. Потому что, если вы смотрите только на один участок, вы можете ошибиться. И стандартная система действует так: вы смотрите на два места, если оба отрицательных — всё хорошо, если оба положительных — всё плохо, если положительный и отрицательный, вы хотите независимую лабораторию, которая бы это верифицировала, повторяете это ещё раз и т.д.
— Как будет развиваться ситуация с эпидемией в России?
— Очевидно, что будет очень большой рост в ближайшие недели, а может быть, и месяцы. В Нью-Йорке сейчас больше 10 тысяч заболевших. Мы такие же, как Нью-Йорк. Почему должно быть по-другому? Вопрос идёт о порядковом росте. Если не заболевших, то людей с положительным диагнозом.
Мы, конечно, охраняемая Богом страна, но почему у нас должно быть 500, а в других местах десятки тысяч?
На самом-то деле вот здесь интересная научная часть и начинается. Если бы было широко организовано серологическое тестирование, вы могли бы оценить, сколько людей уже прошло через это. И именно вот по этой прослойке можно будет предсказывать, когда начнёт всё загибаться — когда новые случаи будут появляться с меньшей частотой, потому что просто вирусу негде будет больше жить.
— Вы говорите, если бы у нас было серологическое тестирование. А почему у нас его нет?
— Потому что, в отличие от теста с цепной полимеразной реакцией, которая позволяет вам такой плагин просто сделать — вы взяли другую нуклеотидную последовательность и используете её в стандартных наборах для детекции коронавируса, — тесты серологические, ИФА, иммунологические тесты требуют гораздо большей предварительной работы по получению антигена.
- Сотрудник за работой в вирусологической лаборатории, где производится анализ на новую коронавирусную инфекцию
- РИА Новости
- © Григорий Сысоев
— Но они же есть по всему миру. Есть корейские тесты...
— Да, но их всё равно нужно произвести. Я, кстати, не знаю, насколько широко это всё делается. Первые появились в конце февраля, насколько я понимаю. Всё равно было существенное опоздание.
— Говорят, сейчас на каждой бензоколонке в Германии можно взять и себя протестировать.
— Не знаю. Мы же не можем теперь туда поехать, чтобы сказать, так это или нет. Если бы это было так, об этом точно рассказали бы.
— Мы действительно живём в ситуации, когда никто ничего не понимает.
— Да, я думаю, что так. И со всех сторон идёт различная информация. В конечном счёте всё равно всё станет относительно понятно, но задним числом. Мы почти ничего не можем предугадать.
— Но тем не менее вы же смотрите на то, что происходит во всём мире, видите какую-то определённую модель, которая развивается. Она развивается там, в Италии, вот таким образом. А в Китае эпидемия закончилась. Она почему закончилась?
— Расхожее утверждение, что были применены жёсткие карантинные меры, которые помогли по крайней мере остановить вспышку. Это не означает, что она не может начаться опять.
— Вы в это верите?
— Карантин должен работать, это правда. Это показывает любая математическая модель.
«Будут определены наиболее перспективные прототипы»: российские учёные начали испытания вакцины против COVID-19
— Мог быть вирус сделан в лаборатории?
— Нет. В лаборатории так всё сложно делать. Все используют этот пример, что был сделан мозаичный вирус, когда был поменян рецептор, и показано было, что эпителиальные клетки могут в лаборатории заражаться.
— Была публикация, где было сказано, что действительно сделана попытка в лаборатории воспроизвести... Что было сделано?
— Ещё раньше, в 2002 году, была вспышка похожего вируса, назывался он SARS... Тоже есть геном и прочее. Вирус, который раньше на людях не практиковался, а теперь почему-то приобрёл такую способность. Хотя известно, что такие вирусы живут на этих несчастных мышах. А тот, кто на мышах живёт, обычно на человеке не живёт. И вы, сравнивая последовательности генов двух этих вирусов и понимая в целом, что способность заразить клетку связана с наличием на клетке рецепторов для вируса... У вируса есть какие-то шипики, они взаимодействуют с клеткой, после такого взаимодействия вирусно-генетический материал попадает внутрь клетки.
— Вирус должен эту клетку узнать?
— Да, он её должен узнать. И не нужно быть учёным, любая домохозяйка вам скажет, что будет, если я у вируса мыши, который на летучей мыши живёт, возьму вот тот кусочек, который вроде как ответствен за взаимодействие с человеком в вирусе SARS, и поменяю. Это позволит вам доказать, что действительно изменения поверхностного белка вируса — это всё, что необходимо и достаточно для изменения круга «хозяев». Но надо понимать, что вы берёте довольно большой кусок генетического материала и из одного вируса переносите в другой на соответствующее ему место. Ну поменяли. У вас возникла химера. Имеется в виду, что большая часть этого вируса имеет одно происхождение, а вот здесь какой-то другой кусок. И вы действительно показали, что в таких условиях полученный вами в природе не существовавший ранее вирус, химерный, приобрёл способность взаимодействовать с клетками человека в культуре.
— А они могут потом раз — и перелететь?
— Нет. Дело в том, что, если мы возьмём теперешний вирус, количество геномов которого сейчас уже зашкаливает, мы можем сравнить последовательность генома этого вируса с имеющимися в природе изолятами. Они не идентичные, но близки, и мы можем показать, что по всей длине генома вируса потихонечку накапливаются какие-то изменения относительно природных вариантов. Но это не было вставкой какого-то чужеродного материала — вот прямо посредине.
— То есть всегда вставку можно увидеть?
— Да, конечно. Потому что вставка имеет другую последовательность.
— Получается, сейчас нет ни одного искусственного вируса?
— Есть огромное количество искусственных вирусов, которые получают регулярно в лабораториях учёные. Но эти вирусы, их называют ещё рекомбинантные, просто содержат в себе куски... Есть молекулярно-биологическое понятие «вектор» — это носитель генетической информации. И вы туда вставляете какой-то чужеродный кусок. Вот таких хоть пруд пруди. Но это делается для узкоспециальных целей. Во-первых, детектировать такого рода манипуляции очень легко. И второе, сделать таким образом направленный агент, который стал бы эффективно распространяться по популяции людей и заражать их, невозможно. Потому что мы не знаем, что для этого необходимо. Одно дело, когда с помощью подобной процедуры — вставки вектора, куска чужеродной ДНК — вы можете, например, сделать продуцент инсулина, или интерферона, или ещё что-нибудь такое. Вы создали новую генетическую конструкцию, которая, будучи введена в клетку бактерии, заставит её производить инсулин и с помощью которой мы потом можем лечиться. Это можно сделать. Потому что мы просто добавили ген инсулина в уже существующую какую-то генетическую систему и заставили этот ген работать там, где его раньше не было.
А здесь вы даже не знаете, что вам нужно сделать. Мы не можем объяснить, почему этот вирус такой. Посмотрев на мышиный вирус, или на верблюжий вирус, на MERS, или на этот конкретно, мы не можем объяснить, что произошло. Мы не понимаем, почему этот вирус вдруг раз — и перекинулся на человеческую популяцию. Они все родственные. Представьте себе, что некий длинный текст, который... если вы их начнёте сравнивать друг относительно друга, то в пределах 80%, может быть, даже 90% букв они будут совпадать. Но много букв, которые отличаются. В итоге у вас на геном в 30 тысяч различий будет, я не знаю, сотни. Почему и какое из этих различий ответственно за новое свойство, мы не знаем.
