Что такое эпидемия и каких сюрпризов нам стоит ждать от инфекций, объясняет врач и популяризатор науки Алексей Водовозов

Что такое инфекция и как она распространяется? Чем конкретно вирусы отличаются от бактерий, а коронавирусная инфекция — от гриппа? Что входит в понятие «пандемия», которое мы в последнее время так часто слышим в СМИ? И наконец, можно ли предположить, опираясь на опыт и научные данные, к чему стоит готовиться в будущем? На эти и другие вопросы в рамках открытой лекции, которая состоялась на прошлой неделе в Библиотеке Охта-8, отвечал Алексей Водовозов — известный научный журналист, популяризатор науки, врач-терапевт высшей категории. ITMO.NEWS записал главное и публикует большой конспект выступления.

Что такое инфекция

Прежде всего здесь необходимо уточнить несколько очень важных моментов.

Первый — инфекция начинается в тот момент, когда в нас проникает возбудитель.

Второй момент: на возбудителя должен среагировать наш иммунитет. Если нет реакции — нет болезни. Существует понятие бессимптомного носительства — человек является переносчиком и может заражать других, но сам не болеет.

Что интересно, бактерии не заинтересованы в том, чтобы нас убить. Для них мы просто кормовая база, средство передвижения, распространители и переносчики их генетического материала. Как любому биологическому виду, бактериям важно поесть, размножиться и захватить новые территории. Для любого возбудителя инфекций смерть носителя невыгодна, для них человек, который болеет, но продолжает ходить на работу — самый лучший вариант.

Спойлер: нас убивает не бактерия и не вирус, а наш же собственный иммунитет. Иногда иммунный ответ оказывается настолько мощным, что мы его просто не выдерживаем.

Вирусы
Вирусы

Механизм заражения

Путь заражения состоит из трех шагов. Сначала инфекция попадает в организм хозяина и находится там в течение какого-то времени. Затем она оказывается во внешней среде с любыми жидкостями, которые выходят из организма. Какой-то промежуток времени она существует вне организма — он может быть коротким, а может быть длинным.

Вирусы очень сильно зависят от клетки, в которой они живут и размножаются — вне ее они умирают очень быстро. А вот некоторые бактерии, например те, что вызывают сибирскую язву, могут лежать в земле на протяжении десятилетий.

Третий шаг — внедрение возбудителя инфекции в новый организм. И далее по кругу. Иногда, но редко, болезнетворный микроорганизм попадает в своего же носителя — тогда это называется реинфекция.

Пути передачи

Все слышали про воздушно-капельный механизм передачи, но мало кто знает, что на самом деле это два разных способа, входящих в общее понятие аэрогенного пути.

Воздушный способ считают главным путем заражения, но на самом деле он не самый эффективный — капельная фракция гораздо более опасна, потому что частички могут оседать и храниться долгое время во внешней среде независимо от человека. Бывает, что мелкие фракции в движущемся воздухе остаются до часа.

Воздушно-капельный механизм передачи инфекции
Воздушно-капельный механизм передачи инфекции

Кроме того, эти частички могут оседать на предметах, с которыми мы взаимодействуем — на деньгах, ручках дверей, перилах общественного транспорта. Мы заражаемся в основном именно через контакт с предметами.

Похожим образом работает и воздушно-пылевой способ. Им в основном пользуются те возбудители, которые хорошо переносят изменения окружающей обстановки. Вышеупомянутая сибирская язва умеет превращаться в спору и храниться в земле до ста лет. Эти споры, если окажутся на поверхности, разносятся ветром вместе с пылью и заражают все вокруг на сотни километров.

Кроме того, существуют и другие механизмы передачи. Например, трансмиссивный путь (характерен для инфекционных заболеваний, переносчиками которых являются животные или кровососущие насекомые), контактный способ (прямой контакт с кожей или слизистой), гемоконтактный или гемотрансмиссивный путь (заражение происходит при контакте с кровью, например, при медицинских манипуляциях), фекально-оральный механизм (чаще всего касается болезней желудочно-кишечного тракта).

Бацилла антракса, возбудитель сибирской язвы
Бацилла антракса, возбудитель сибирской язвы

Вспышка, эпидемия, пандемия

Чаще всего эпидемиологическая заболеваемость является спорадической, единичной. Обычно это какие-то небольшие группы заболевших. О вспышке можно говорить, когда заболеваемость распространилась только в небольшом ограниченном коллективе — детском саду, школе, например. Вспышка — это договорной термин, разница с эпидемией только договорная.

Что значит, когда говорят, что превышен некий эпидемический порог? В этом случае есть наблюдения за каким-то конкретным регионом: собирается статистика обо всех тех заболеваниях, которые распространены в этом регионе — получается средний ординар по числу заболевших. Как только ординар превышается — объявляется о вспышке либо эпидемии.

Эпидемией болезнь начинает считаться в том случае, если она начинает выходить сильно за рамки коллектива и распространяться в пределах одного города, региона или страны.

Еще один договорный термин, с которым мы сейчас столкнулись — это пандемия. В том случае если заболевание активно распространяется среди человеческой популяции и затрагивает несколько стран в разных регионах мира, это считается пандемией.

Объявление о пандемии — исключительно прерогатива ВОЗ. По их определению, это шестая фаза развития инфекции.

Далеко не все инфекции обладают пандемическим потенциалом — и нас это долго спасало. Та же скарлатина была легко побеждена антибиотиками, никакого пандемического потенциала у нее нет. Для того, чтобы ею заразиться, нужен очень тесный контакт — так, например, происходит в детском садике или в школе. На дальние расстояния вызывающий скарлатину стрептококк не передается.

Метро в Шанхае
Метро в Шанхае

Карантин или режимно-ограничительные мероприятия

Слово «каратин» пришло к нам из времен эпидемии черной чумы в XIV веке, это искаженное итальянское выражение «quaranta giorni» — сорок дней. Тогда был подписан закон, по которому все корабли, прибывавшие в порт любого города, должны были отстаиваться сорок дней, прежде чем экипажу разрешили бы ступить на берег.

Сейчас все говорят о карантине в связи с коронавирусом, но на самом деле все, что в данный момент происходит в европейских странах и России, называется «режимно-ограничительные мероприятия».

Дело в том, что карантин подразумевает полную изоляцию очага заболевания — и так поступили в Китае с городом Ухань. Город закрыт войсками, огорожен забором и оттуда нельзя ни выйти, ни зайти.

У нас сейчас действуют только две меры: усиленное медицинское наблюдение, например, измерение температуры у пассажиров в аэропорту и обсервация. Обсервация, конечно, подразумевает ограничения в передвижении потенциально больных, но пока больницы и города не закрыты войсками — о карантине речи не идет.

Закрытый Ухань. Фото: Arek Rataj / AP
Закрытый Ухань. Фото: Arek Rataj / AP

Самые массовые эпидемии

Первое, что приходит на ум — это, конечно, чума. Вспышек чумы было две — первая произошла в VI веке и получила название «юстиниановой чумы», по имени правящего в тот момент византийского императора Юстиниана I. За тридцать лет население земли уменьшилось на четверть.

Во второй раз чума, получившая имя «Черная смерть», появилась в XIV веке — в тот раз она уничтожила 60% населения земли и почти всю Европу. Интересно, что местом появления чумы был Восточный Китай, откуда войска Золотой Орды довольно быстро разнесли ее по всему миру в ходе своих завоевательных набегов. Источником стали суслики и другие грызуны, обитающие в пустыне Гоби.

К слову, чума существует до сих пор — она сконцентрирована в нескольких районах Китая, Юго-Восточной Азии и Африки. Это природная очаговая инфекция, от которой избавиться можно, только уничтожив все виды животных в этих очагах. Единственное, что сегодня делается для профилактики новой эпидемии чумы, это организация эпидемнадзора. В России, например, тоже есть противочумная станция — она находится в Астрахани.

Медики в Нью-Йорке во время вспышки испанского гриппа
Медики в Нью-Йорке во время вспышки испанского гриппа

В XIX веке весь мир страдал от эпидемии холеры: она появилась в 1816 году на территории Бангладеша и разнеслась британскими войсками сначала по всем колониям, а потом и по всему миру. К середине века эпидемия холеры добралась до России, США, Канады. За век холера убила около десяти миллионов человек. Последний раз пандемия холеры была объявлена в 1962 году, хотя единичные случаи и очаговые вспышки заболевания фиксируются до сих пор.

Натуральная оспа известна с древних времен. Это высокозаразная инфекция со смертностью более 40%. В 1928 году из-за повсеместных вакцинаций натуральная оспа перестала угрожать человечеству. Тем не менее, до этого в XX веке она успела уничтожить до 400 миллионов человек.

Грипп однажды тоже стал причиной массовых смертей. Испанский грипп или «испанка» появился в конце Первой мировой войны и быстро разошелся по миру вместе с передвижением войск. Тогда же злую шутку сыграл и технологический прогресс — он значительно ускорил распространение инфекции, сделав его практически мгновенным. «Испанкой» переболело около 600 миллионов или почти треть населения планеты, а умерло, по разным данным, от 60 до 100 миллионов человек.

Коронавирус SARS-CoV-2
Коронавирус SARS-CoV-2

Коронавирусы

Вы удивитесь, но каждый современный человек не только уже болел коронавирусом, но делает это почти каждый год. Дело в том, что коронавирусы — это примерно 10-15 % всех ОРВИ, которыми мы болеем. Они пришли к нам от животных, но они уже так давно с нами, что полностью встроились в человеческую популяцию и прекрасно с ней сосуществуют.

А вот новые формы гриппа, которые очень похожи по генетической информации, но все же отличаются от привычных нам, переносятся людьми крайне тяжело.

На данный момент нам известно о трех пришествиях новых коронавирусов.

Первый — SARS-CoV, тяжелый респираторный синдром, возбудитель атипичной пневмонии, который возник в Китае в 2002-2003 году. Теперь мы уже знаем, что к людям он перешел от циветов — диких родственников кошек и мангустов, которых китайцы активно потребляли в пищу.

Это было первое столкновение с животным коронавирусом, и его летальность была очень высокой — 10,5%. Но по неизвестным причинам этот вирус просто исчез спустя восемь месяцев, но от него успели умереть 800 человек, а переболели почти восемь с половиной тысяч.

Второе пришествие длится до сих пор — оно связано с MERS-CoV, ближневосточным респираторным синдромом. Он сильно отличается от SARS и по характеристикам, и по летальности, она гораздо выше и составляет 29%. В определенной степени повезло, что он затронул только Ближний Восток, откуда попал Южную Корею, но дальше не распространился. Случаи заболевания и смерти от него продолжают регистрироваться до сих пор, но они локализованы.

Третье пришествие происходит сейчас. SARS-CoV-2 очень похож на первый коронавирус, он также вызывает осложнение в виде пневмонии — именно из-за нее люди и умирают.

Коронавирус SARS-CoV-2
Коронавирус SARS-CoV-2

Сейчас мы в режиме реального времени наблюдаем за рождением новой болезни, с которой столкнутся все и которая с нами надолго. Раньше мы могли только предполагать, как это происходит, а сейчас мы наблюдаем прямую демонстрацию. Можно сказать, что для ученых это возможность досконально изучить процесс.

Первым хозяином нового вируса считается летучая мышь. Это было определено с помощью секвенирования геномов. Также было обнаружено 86% сходство с вирусами, которые присутствуют у панголинов.

Скорее всего, все переболеют коронавирусом. Но уровень смерти будет неизбежно снижаться — сейчас происходит процесс встраивания.

Также надо отметить, что чем мощнее инфекция, тем меньше у нее шансов остаться в человечестве. Вирусы эволюционируют, и те штаммы, которые убивают, быстро умирают и сами, потому что у них не остается носителей и переносчиков. Поэтому любое развитие вируса идет строго к облегчению — ему выгодно, чтобы мы ходили на работу больные. Так что со временем SARS-CoV-2 станет таким же обычным вирусом, которым мы болеем каждый год.

Рост числа заболевших при принятии защитных мер против пандемии и без них. Источник: vox.com
Рост числа заболевших при принятии защитных мер против пандемии и без них. Источник: vox.com

Группы риска

Больше всего от коронавируса страдают пожилые люди — и это его сильное отличие от гриппа, который является угрозой в основном для детей до пяти лет и взрослых старше 65. Но у детей коронавирус проходит безболезненно и часто бессимптомно, что делает их опасными переносчиками болезни.

Очень интересная вещь, как этот вирус проникает в наш организм. Он сильно похож на первый SARS, у которого механизм проникновения хорошо изучен. Механизм связан с веществом под названием ангиотензин. Про него слышали, например, люди, страдающие гипертензией — они принимают ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (АПФ).

Вирус своими шипиками соединяется с АПФ-II. Для того, чтобы шипик стал активным и смог попасть внутрь клетки, ему нужно избавиться от круглого наконечника. Для этого существует фермент, который называется сериновая протеаза.

Выяснилось, что с возрастом экспрессия генов, которая отвечает за синтез этих ферментов, увеличивается — в основном, с обратной стороны легочных клеток. Получается так, что легкие становятся самым уязвимым местом, куда может проникнуть вирус. И это же объясняет, почему возникает пневмония — особенно у пожилых. У них просто больше входных клеток, чем у молодых.

Хронические больные гипертензией на фоне приема препаратов также попадают в группу риска.

Удивительно, что у заболевших детей до девяти лет не развивается пневмония, и смертей нет вообще. Смертность начинает расти только с 50 лет — но сразу по экспоненте.

Известно, что мужчины заболевают почти в два раза чаще, чем женщины. Почему? Пока никто не может объяснить, это просто статистика.

Кроме того, важно помнить о фоновых заболеваниях, которые увеличивают шанс летального исхода. Среди них — хроническая сердечная недостаточность (летальность 13,2%, независимо от возраста); сахарный диабет с гипогликемией на фоне отказа от лекарств (летальность 9,2%); гипертензия (8,4%); хронические заболевания легких (8%); онкология (7,6%, особенно на фоне химиотерапии).

Алексей Водовозов
Алексей Водовозов

Существует ли лекарство

У коронавирусов очень сложный механизм проникновения в клетку, в нем задействованы разнообразные структуры.

Сегодня есть препараты, которые воздействуют на сериновую протеазу — и они активно изучаются, но процесс этот очень длительный. На разработку лекарства уйдет минимум полгода.

Но мы понимаем, как спасать людей. Например, переводить их на искусственную вентиляцию легких, а еще лучше — на аппарат экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭТМО). При развивающейся пневмонии поражаются легкие, человеку становится нечем дышать, содержание кислорода в крови резко падает. При ЭТМО вводятся две иглы — одна в артерию, другая — в вену. Венозная кровь пропускается через внешний оксигенатор, в котором она насыщается кислородом и избавляется от части углекислого газа и далее возвращается в артериальное русло. Но проблема в том, что эта процедура очень дорогая — 12 тысяч евро в сутки на одного человека.

Распространение инфекции: к чему стоит подготовиться?

В Китае были приняты меры, которые в любой другой стране невозможны: у них можно полностью изолировать город, оградить его стеной и никого не выпускать. У нас такое сложно представить. В Ухани работало почти девять тысяч эпидемиологов, они смогли очень быстро развернуть полевые изоляторы. У нас есть такие же технологии у армии и МЧС, но в случае неблагоприятного развития ситуации получится ли применить их так же быстро у нас?

Другая проблема, с которой уже столкнулись, например, в Италии — недостаток койко-мест. Ни одна больница не выдержит одновременного наплыва больных. Таким образом, текущая ситуация уже показала, что мир не готов к настоящей эпидемии с высокой летальностью. Необходимо предпринять серьезные меры, чтобы следующая вспышка инфекции не стала более опасной.

Добавим, что посмотреть полное видео лекции Алексея Водовозова можно по этой ссылке.

Соблюдайте проверенные рекомендации и берегите себя. Несколько простых советов из надежных источников мы собрали для вас в нашей иллюстрированной серии.

Редакция новостного портала