Ирина Якутенко - Вирус, который сломал планету. Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать

По меркам микромира, «разговорные» и «певческие» капли довольно крупные — в среднем их размер составляет от 50 до 100 микрометров (мкм), самые большие достигают 500 мкм, а маленькие бывают меньше 10 мкм [49] X. Xie, Y. Li, H. Sun, and L. Liu, «Exhaled droplets due to talking and coughing», J. R. Soc. Interface , vol. 6, no. suppl_6, Dec. 2009. . Большие тяжелые капли быстро падают на землю, маленькие легкие остаются висеть в воздухе. По оценкам, сделанным китайскими биологами после вспышки SARS, каплям диаметром больше 100 мкм, чтобы долететь до земли с трехметровой высоты, нужно 10 секунд, 20-микрометровым — четыре минуты, капли диаметром 10 мкм падают 17 минут, а те, размер которых не превышает 1–3 мкм, остаются висеть очень долго (подробнее об этом ниже) [50] V. Knight, «Viruses as Agents of Airborne Contagion», Ann. N. Y. Acad. Sci. , vol. 353, no. 1, pp. 147–156, Dec. 1980. . При этом по дороге вниз часть больших и средних капель высыхают, становятся маленькими и тоже «зависают».

Исходя из концентрации вирусных РНК в слюне больных [51] R. Wölfel et al. , «Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019», Nature , Apr. 2020. , можно примерно оценить, что в одной капле размером 50 мкм с вероятностью 37 % содержится хотя бы одна вирусная частица [52] V. Stadnytskyi, C. E. Bax, A. Bax, and P. Anfinrud, «The airborne lifetime of small speech droplets and their potential importance in SARS-CoV-2 transmission», Proc. Natl. Acad. Sci. , p. 202006874, May 2020. . Мы не знаем, сколько именно вирусных частиц нужно для заражения, но, учитывая, что пре- и асимптомные передачи в сумме дают больше половины всех случаев, очевидно: если подольше поговорить с инфицированным, когда он находится в стадии максимального выделения вируса, тех частиц, что будут в облачке слюны от его слов, вполне хватит. Хотя на улице, где неизбежно дует хотя бы легкий ветерок, часть капелек уносится, а часть высыхает быстрее, чем в помещении. Опаснее всего болтать с потенциальным носителем COVID-19, стоя к нему ближе 30 см, — почти все капли либо падают, либо зависают в воздухе в пределах этого расстояния [53] X. Xie, Y. Li, H. Sun, and L. Liu, «Exhaled droplets due to talking and coughing», J. R. Soc. Interface , vol. 6, no. suppl_6, Dec. 2009. .

Точно оценить, сколько вирусных частиц должно быть в капельках слюны или мокроты, чтобы они гарантированно заразили вашего собеседника, нельзя. Инфицирование зависит от множества факторов, и концентрация вируса в слюне только один из них. Как долго вы говорили, сколько капелек попало на слизистые, хорошо ли сработал местный иммунитет — в каждом случае итог встречи с заболевшим может быть разным. Однако грубую прикидку сделать можно. Исследователи из «Шарите» брали мазки из горла или образцы мокроты больных COVID-19 и пытались инфицировать этими образцами культуры клеток, предварительно подсчитав, сколько копий вирусной РНК в них содержится (это можно сделать, анализируя параметры ПЦР-теста на коронавирус, — подробнее мы обсудим это в главе «Тесты: какие они бывают, зачем нужны и почему так плохо работают»). У них получилось, что, если в мазке из глотки или миллилитре мокроты меньше миллиона копий, заразить клетки невозможно [54] T. C. Jones et al. , «An analysis of SARS-CoV-2 viral load by patient age», medRxiv , p. 2020.06.08.20125484, Jan. 2020. . Позже эту оценку подтвердили в другой работе [55] J. J. A. van Kampen et al. , «Shedding of infectious virus in hospitalized patients with coronavirus disease-2019 (COVID-19): duration and key determinants», medRxiv , p. 2020.06.08.20125310, Jan. 2020. . Для заражения человека, скорее всего, нужно не меньше вирусных частиц, так что можно считать миллион копий в миллилитре нижней границей. Важно отметить, что количество вирусных РНК не равно количеству вирусных частиц, но в данном случае это неважно. Посчитать частицы мы не можем, а вот РНК — вполне, так что миллион копий на миллилитр — хороший диагностический критерий.

Второй способ заразиться от человека без симптомов — аэрозольный. Аэрозолем ученые называют взвесь капелек, диаметр которых меньше нескольких микрометров (часто за верхнюю границу принимают значение в 5 мкм). Все большее количество работ показывает, что аэрозоли могут образовываться не только при разговоре, но и при дыхании [56] E. L. Anderson, P. Turnham, J. R. Griffin, and C. C. Clarke, «Consideration of the Aerosol Transmission for COVID-19 and Public Health», Risk Anal. , vol. 40, no. 5, pp. 902–907, May 2020. . В отличие от более крупных капель, они не падают на землю, а парят — такая взвесь может сохраняться часами, а следы SARS-CoV-2 выявлялись в аэрозолях до трех часов [57] N. van Doremalen et al. , «Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1», N. Engl. J. Med. , vol. 382, no. 16, pp. 1564–1567, Apr. 2020. (впрочем, выше мы обсуждали эту работу и говорили, что начальные концентрации вируса в растворе, который распыляли ученые, намного больше тех, что содержатся в слюне инфицированных). Тем не менее, по оценкам [58] NDR, «(40) Jetzt ist Alltagsverstand gefragt», Das Coronavirus-Update mit Christian Drosten — 12.05.2020 14:00 Uhr Autor/in: Korinna Hennig , 2020. [Online]. Available: https://www.ndr.de/nachrichten/info/40-Jetzt-ist-Alltagsverstand-gefragt,podcastcoronavirus208.html . того же Кристиана Дростена, аэрозольный путь заражения может давать до половины всех новых случаев. Висящая в воздухе взвесь капелек слюны должна быть особенно опасна, если дело происходит в помещении, где долго находится много людей. Вполне вероятно, что именно так за один вечер от единственного носителя COVID-19 заразились 53 из 61 члена церковного хора городка Маунт-Вернон в американском штате Вашингтон. Двое из заболевших скончались.

Когда один человек заражает неожиданно много людей — обычно после того, как он довольно долго пробыл с ними в каком-нибудь ограниченном пространстве, — эпидемиологи говорят о суперраспространении. В развитии эпидемии COVID-19 данный феномен сыграл весьма существенную роль. Первый раз этот термин появился в заголовках в середине февраля, после того как 61-летняя женщина из религиозной секты Синчхончжи в южнокорейском городе Тэгу заразила около 40 человек, которые затем разнесли вирус по городу и по стране — считается, что массовая вспышка пошла именно с нее. Хотя кореянка уже чувствовала себя нехорошо, она посетила несколько религиозных собраний, на которых члены секты молятся в небольших помещениях, стоя на коленях и положив руки друг другу на плечи.

Примерно в это же время в федеральной земле Северный Рейн — Вестфалия в Германии состоялся традиционный карнавал. На праздник 15 февраля в городке Хайнсберг собрались всего 300 человек. Как позже выяснилось, один из них был заражен. За несколько дней до и после карнавала он лечился в местной больнице. Двадцать пятого февраля его тест на COVID-19 дал положительный результат, 26-го числа инфицирование подтвердилось у его жены — воспитательницы детского сада. Уже к 29 февраля общее число заразившихся в Хайнсберге достигло 60 — и все случаи были так или иначе связаны со злосчастным праздником. К середине апреля в городке заболело больше 1200 человек — это примерно полпроцента всего населения.