Коли з'явився вірус SARS-CoV-2

Скориставшись інструментами молекулярного датування та епідеміологічними симуляціями, вчені зі Школи медицини Університету Каліфорнії в Сан-Дієґо та Університету Аризони дійшли висновку, що вірус SARS-CoV-2, найімовірніше, циркулював непоміченим принаймні два місяці перед тим, як стали відомими перші випадки інфікування в китайському Ухані наприкінці грудня 2019 року.

У статті, опублікованій 18 березня 2021 р. в онлайн-випуску журналу Science, науковці також вказують на те, що принаймні у трьох четвертих комп’ютерних симуляцій такий вірус повинен був самостійно зникнути невдовзі після появи й не зумовити епідемію.

«У дослідженні ми хотіли відповісти на запитання про те, скільки часу вірус SARS-CoV-2 циркулював у Китаї перед тим, як його відкрили. Для цього ми поєднали три важливі джерела інформації: відомості про поширення вірусу у Вухані перед тим, як у місті ввели локдаун, дані про його генетичне різноманіття в Китаї та повідомлення про перші випадки COVID-19, – розповідає старший автор дослідження Джоель О. Вертгайм, доцент Відділу інфекційних захворювань та глобального здоров’я Школи медицини Університету Каліфорнії у Сан-Дієґо. – Поєднавши всі джерела, ми встановили, що найпізніше, коли вірус почав циркулювати у провінції Хубей, – це кінець жовтня 2019 року».

Інформація про перші випадки СOVID-19 з’явилася наприкінці грудня 2019 року у Вухані (провінція Хубей) у центральній частині Китаю. Китайська влада одразу відгородила район і запровадила жорсткий карантин в усій країні. Наприкінці квітня 2020-го локальну передачу вірусу вдалося взяти під контроль, але на цей момент його вже виявили у понад 100 країнах і він спричинив глобальну пандемію.

SARS-CoV-2 – це зоонозний коронавірус, який, як припускають науковці, передався людям від невідомого тваринного носія. Науковці доклали неабияких зусиль, щоби встановити, коли він вперше почав циркулювати серед людей. Перший кластер випадків, а також найбільш ранні секвеновані геноми SARS-CoV-2, пов’язують з гуртовим ринком морепродуктів у Вухані, але автори дослідження вважають малоймовірним, що пандемія почалася саме там, оскільки перші задокументовані випадки COVID-19 не мали зв’язку з цим ринком. Згідно з китайськими ЗМІ, перші діагнози нетипової пневмонії, схожої за симптомами на COVID-19, у провінції Хубей датуються принаймні 17 листопада 2019 р. Це свідчить про те, що коли китайська влада помітила вірус, він уже активно циркулював.

У новому дослідженні науковці скористалися так званим «молекулярним годинником», щоби встановити час першого – «індексного» – випадку зараження SARS-CoV-2. «Молекулярний годинник» – це методика визначення часу, коли одна форма життя відокремилася від іншої, ґрунтуючись на темпі мутації її генів. У випадку SARS-CoV-2 це повинна бути принаймні середина листопада 2019 року.

Молекулярне датування найбільш раннього спільного предка часто вважають синонімом індексного випадку нової хвороби. Однак за словами співавтора дослідження Майкла Воробея, професора екології та еволюційної біології Університету Аризони, «індексний випадок може передувати появі спільного предка. Актуальний перший випадок спалаху хвороби міг статися за дні, тижні і навіть місяці перед теоретичною появою спільного предка. Визначення довжини цього “філогенетичного запалу” якраз і лежало в основі нашого дослідження».

Ґрунтуючись на доступній інформації, дослідники оцінюють, що середня кількість людей, інфікованих SARS-CoV-2 в Китаї, була <1 перед 4 листопада 2019 р. Через 13 днів це були вже 4 людини, а станом на 1 грудня 2019 р. – лишень 9. Перші госпіталізації людей із симптомами, схожими на COVID-19, у Вухані почалися у середині грудня.

Автори дослідження використали низку аналітичних інструментів, щоби змоделювати, як SARS-CoV-2 міг поводитися на початку пандемії, коли він був ще здебільшого невідомим, а масштаби загрози були незрозумілі.

Серед цих інструментів були епідемічні симуляції, що ґрунтуються на відомій біології вірусу, зокрема його заразності. Виявилось, що вірус був здатний викликати пандемію лишень у 29,7% симуляцій. В інших 70,3% він встигав заразити лише кілька осіб перед тим, як природно зникнути, а його поширення припинялося приблизно за вісім днів після індексного випадку.

«Зазвичай науковці використовують генетичну різноманітність вірусного матеріалу, щоб встановити час, коли вірус почав поширюватися. – каже Вертгайм. – Наше ж дослідження додало до цього ще один важливий аспект, а саме симуляцію тривалості циркуляції його у природі перед тим, як він зумовив спостережуване генетичне різноманіття».

За словами дослідників, такий підхід дав неочікувані результати. «Ми побачили, що у понад двох третинах симуляцій початку епідемії вона мала б одразу вщухнути. Це означає, що якби ми могли повернутися у минуле і повторити сценарій 2019 року сто разів, то у двох третинах випадків пандемії не сталося б. Це підтверджує тезу про те, що людство постійно “бомбардують” зоонозні патогени», – стверджує Вертгайм.

Він додав, що хоча SARS-CoV-2 циркулював у Китаї ще восени 2019 року, темпи його поширення, згідно з їхньою моделлю, були вкрай низькими до грудня того року.

«Враховуючи ці дані, я дуже скептично ставлюсь до тверджень, що буцімто у цей час в Європі та Америці вже були випадки захворювань на COVID-19», – резюмує дослідник.

Згідно із авторами дослідження, оригінальний штам SARS-CoV-2 спричинив пандемію, оскільки він був дуже розпорошеним, що сприяє виживанню вірусу, а також через те, що він потрапив в урбанізоване середовище з високою щільністю населення. Якби такий вірус з’явився у сільській місцевості, то, за даними цього дослідження, епідемія не відбулась би у 94,5–99,6% випадків.

Відтоді вірус мутував багато разів, а окремі його варіанти стали ще заразнішими, ніж оригінальний штам. «Відстежування вірусних пандемій було неготовим до такого вірусу, як SARS-CoV-2, – вважає Вертгайм. – Науковці шукали щось схоже на SARS або MERS, що мало б високу летальність, але виявилося, що навіть вірус із високим ступенем зараженням, але низькою летальністю теж зміг покласти світ на лопатки».