Можно ли заразиться повторно и как долго действует вакцина: что мы узнали о COVID-19 за год

Пока в Великобритании исследуют новый штамм COVID-19, специально для Forbes Life молекулярный биолог и научный журналист Ирина Якутенко отвечает на самые популярные вопросы о коронавирусе: можно ли заразиться им повторно, как долго держится иммунитет, как часто встречаются ложноположительные тесты и сколько вирус живет на поверхностях

Можно ли заразиться коронавирусом повторно?

Да, но на данный момент людей с подтвержденной реинфекцией SARS-CoV-2 всего пятеро (в Гонконге, Эквадоре, Неваде, Нидерландах и Бельгии), притом что заразились коронавирусом за время пандемии больше 74 млн человек. При этом неподтвержденных сообщений о повторных заражениях существенно больше. 

Противоречие объясняется просто: чтобы гарантированно утверждать, что человек заразился второй раз, необходимо расшифровать полную последовательность генома вирусов, выделенных при первой и второй инфекциях. Без этого невозможно быть уверенным, что обе инфекции были вызваны именно коронавирусом. Косвенным доказательством может быть подтверждение первой инфекции ПЦР-тестом, а затем положительным тестом на антитела. Но без двух расшифрованных последовательностей неизвестно, разные вирусы вызвали инфекцию или это один и тот же вирус, который каким-то образом мог сохраниться в организме. Пока такого поведения — оно называется персистентностью — коронавирус у людей без иммунодефицитов не показывал, но чтобы полностью исключить этот вариант, необходимы расшифровки последовательностей геномов вирусов, вызвавших первую и вторую инфекции.

Абсолютному большинству пациентов просто ставят диагноз по ПЦР-тесту, не расшифровывая последовательность вирусной РНК и не сохраняя образцы биологических жидкостей. Поэтому даже если человек второй раз за год приходит к врачу с подозрительными симптомами, однозначно подтвердить реинфекцию невозможно.

Тем не менее исследователи предполагают, что, хотя повторные заражения происходят не слишком часто, их, вероятно, больше, чем официально подтвержденных случаев. Причин реинфекции может быть много. Например, она должна чаще происходить у тех, кто болел ковидом в легкой форме или вовсе бессимптомно (хотя, по оценкам Центров по контролю и профилактике заболеваний США, доля бессимптомных случаев может достигать 40% и обнаружить повторную инфекцию в этом случае еще сложнее). Дело в том, что у бессимптомных пациентов титры защитных противокоронавирусных антител IgG существенно ниже, чем у пациентов с симптомами. Более того, чуть больше, чем через два месяца после детекции вируса, у 40% бессимптомных пациентов IgG не обнаруживались вовсе. Среди симптомных пациентов таких было всего 12,9%. 

Еще одна возможная причина реинфекции — недостаточное количество среди IgG нейтрализующих антител, то есть таких, которые способны максимально эффективно обезвреживать вирус. Именно такая ситуация, похоже, была у пациента из Гонконга с подтвержденным повторным заражением. Организм при этом все равно способен справиться с вирусом — за счет так называемой клеточной компоненты иммунитета, однако именно нейтрализующие антитела не дают вирусу проникать внутрь клеток, а значит, предотвращают повторное заражение. Исследования показывают, что со временем количество нейтрализующих антител к SARS-CoV-2 быстро убывает, и чем легче протекала болезнь, тем быстрее это происходит. 

Почему иногда антитела появляются, даже если не болел?

Антитела против коронавируса у человека, который не помнит у себя характерных признаков, — возможный показатель того, что он перенес COVID-19 бессимптомно. Такая картина часто наблюдается у детей, среди них, по некоторым оценкам, больше трети заражаются коронавирусом, не замечая этого. 

Еще одна причина — ложноположительный результат теста на антитела. Такие тесты в принципе не являются диагностическим инструментом и используются для скрининговых исследований как раз из-за высокой вероятности неправильного результата. Причин ошибочного «срабатывания» теста на антитела может быть множество — от кросс-иммунитета к другим вирусам (когда антитела на другие патогены ошибочно узнаются тестом) до неправильной работы тест-системы у определенных категорий людей. Скажем, у людей с хроническими воспалительными заболеваниями, например, ревматоидным артритом, волчанкой, атеросклерозом и так далее ложноположительный результат может быть следствием повышенной концентрации в их крови антител к собственным компонентам организма — аутоантител, которые «вмешиваются» в работу теста и могут давать ложный сигнал.

Более того, когда случаев инфицирования в обществе сравнительно мало, количество людей, которые получают ложноположительные результаты тестов на антитела, по отношению к тем, кто получает истинно положительные, оказывается весьма велико. Другими словами, чем меньше людей реально переболели COVID-19, тем выше вероятность, что конкретный положительный результат неверен. Процент правильно выявленных положительных тестов называется PPV (positive predictive value), или диагностической ценностью положительного результата. PPV зависит от процента переболевших и высчитывается по специальной формуле. Например, при распространенности вируса 5%, специфичности теста на антитела 98% и чувствительности теста 100% (примерно таковы характеристики многих тестов), из тысячи человек ковид будет только у 50, тест правильно найдет антитела у тех, кто болел, и дополнительно еще у 12 неболевших. Тогда PPV составит 20%. Посчитать этот показатель можно только на конкретный момент времени — он постоянно меняется и зависит от превалентности вируса (сколько людей болеет). 

Почему не всегда после болезни появляются антитела (не всегда тест показывает, что они есть)?

Тесты могут давать не только ложноположительные, но и ложноотрицательные ответы. Кроме того, ковид легко спутать с другим респираторным заболеванием, особенно если болезнь протекает в легкой форме, и в этом случае отсутствие антител является не ложноотрицательным, а истинно отрицательным результатом. По этой причине стоит продолжать соблюдать ограничительные меры (носить маску, общаться с другими людьми на дистанции) даже после перенесенной респираторной инфекции. Тест на антитела к коронавирусу может дать отрицательный результат у людей, которые болели COVID-19, если они сдают его слишком рано, так как концентрация иммуноглобулинов может не достичь необходимых для обнаружения значений. По статистике, на первой неделе после появления симптомов точность тестов составляет всего 30%, на второй — 70%, на третьей — уже 90%. 

Однозначным подтверждением того, что вы болели именно коронавирусной инфекцией, является только положительный результат ПЦР-теста (как вариант — сочетание характерной клинической картины и положительного теста на антитела после заболевания), однако это исследование важно сделать в тот период, пока в верхних дыхательных путях, откуда берется мазок, много частиц коронавируса. На поздних стадиях болезни там может вовсе не быть вируса или быть настолько мало, что в образце, взятом для анализа, их не окажется.

Сколько коронавирус живет на поверхностях?

В начале эпидемии специалисты опасались, что контактный путь заражения — то есть заражение через загрязненные поверхности — может давать существенный вклад в распространении эпидемии. На тот момент у ученых было очень мало данных о SARS-CoV-2, поэтому многие рекомендации давались на основе данных о других респираторных вирусах, некоторые из которых действительно долго сохраняют инфекционность на разных предметах. Весной сразу несколько групп показали, что в лаборатории РНК коронавируса можно обнаружить на разных материалах спустя много часов и даже дней после того, как жидкость, содержащую вирус, распылили или капнули на них. А если разболтать мазки, соскребенные с этих поверхностей, в питательной среде и добавить к человеческим клеткам в культуре, можно заразить их SARS-CoV-2.

Однако лабораторные условия разительно отличаются от реальных, где на поверхности попадает существенно меньше капель биологических жидкостей, содержащих частицы коронавируса, а условия совсем не такие мягкие — кроме того, концентрация вируса в реальных капельках куда меньше, чем в тех, что использовали ученые. 

Заражение клеток в культуре также не может служить однозначным критерием заразности вируса в реальных условиях — хотя бы потому, что у людей есть иммунная система, которая во многих случаях успешно нейтрализует патоген, даже если он сумел добраться до чувствительных к нему клеток. В экспериментах, чуть более приближенных к реальности, когда ученые пытались заражать клетки в культуре вирусом, соскребенным с поверхностей в больницах, где лежат коронавирусные больные, добиться инфицирования не удалось.

По мере накопления статистики по заболевшим, стало ясно, что контактный путь дает совсем небольшой вклад — например, группа моделистов из Оксфордского университета оценила его в 6%. Впрочем, нужно отметить, что в западных странах, где плохо получается отслеживать контакты, источник большей части новых инфекций неизвестен. Например, в Германии ученые не знают, откуда взялся вирус, в 75% случаев. В Китае, где, благодаря невероятному по масштабам массовому тестированию и дотошному выявлению первоисточника инфекций, практически всегда обнаруживают, где зарождаются новые цепочки заражений, изредка выявляют вирус на поверхностях. Чаще всего это импортированные в КНР замороженные продукты.

Однако таких случаев очень мало, и китайский центр по предотвращению и контролю заболеваемости недавно заявил, что заражение через поверхность рассматривается лишь как один из возможных источников инфекции, и, вполне вероятно, что заразившиеся работники производств, где работают с замороженными продуктами, получили вирус «традиционным» путем — то есть от кого-то из тех, с кем они общались. Также подозрения на возможное заражение через поверхности были по поводу вспышек коронавируса на мясоперерабатывающих фабриках в Германии. Но детальное расследование показало, что источником инфекции были не продукты, а работники, ранее контактировавшие с заболевшими.

Как часто бывает ложноположительный тест на ковид?

ПЦР-тесты на COVID-19 — золотой стандарт диагностики. Это крайне чувствительный инструмент, выявляющий даже очень малые количества вирусной РНК в образце. Большинство тест-систем при помощи особых ферментов создают множество копий нескольких участков генома коронавируса — так много, что их можно визуализировать и в буквальном смысле увидеть сигнал от этих фрагментов глазами. Так как тест считается положительным, только если в пробирке появится множество копий сразу нескольких специфичных для SARS-CoV-2 фрагментов генома, вероятность ложного сигнала при наличии в образце сезонного коронавируса минимальна. 

Тем не менее определенный процент ложноположительных результатов может иметь место, если при взятии мазка и проведении анализа образец будет загрязнен: например, работник дотронется щеточкой или ватным тампоном до своей перчатки, на которой остались следы слюны от предыдущих пациентов. Точное количество ложноположительных результатов ПЦР неизвестно. В Великобритании летом долю таких неправильных ответов оценили в промежутке от 0,8% до 4%.

Иногда за ложноположительный принимают позитивный тест на РНК коронавируса при отсутствии симптомов. Однако человек может переносить ковид бессимптомно, или же симптомы появятся в ближайшие дни, если анализ взят вскоре после заражения, и вируса в верхних дыхательных путях уже достаточно, чтобы выявить его, но не хватает для «запуска» симптомов. 

Как долго длится иммунитет к коронавирусу после болезни?

Однозначно ответить на этот вопрос невозможно, так как SARS-CoV-2 с нами всего год с небольшим. Тем не менее мы видим, что на десятки миллионов заболевших приходится относительно немного сообщений о реинфекциях. То есть как минимум несколько месяцев иммунитет сохраняется у большинства. Дальше начинаются нюансы. 

Как мы обсуждали выше, у многих людей титр защитных антител, в том числе нейтрализующих, падает довольно быстро. Это означает, что теоретически такие переболевшие могут вновь заражаться вирусом. Однако, помимо антительной защиты, у нас есть еще клеточная составляющая иммунитета. Особые клетки-убийцы запоминают патоген, быстро активируются при повторной встрече с ним и уничтожают все клетки, куда проник вирус. Да и синтез защитных антител при повторной встрече с вирусом запускается очень быстро благодаря клеткам памяти. Недавно вышел препринт (текст статьи, который ученые выложили в открытый доступ, но который пока еще не опубликован в научном журнале, то есть не прошел рецензирование. — Forbes Life), авторы которого показали, что даже у тех, кто болел ковидом в легкой форме, клетки памяти держатся минимум шесть месяцев. Таким образом, реинфекция может протекать со слабой симптоматикой или совсем бессимптомно, так что человек не пойдет делать тест и не узнает, что заражался вирусом повторно.

Респираторные заболевания часто не дают стерилизующего иммунитета, то есть переболевшие могут вновь заражаться, однако реинфекция протекает в легкой форме. Мы хорошо знаем это по вирусам, вызывающим простудные болезни, в том числе коронавирусам: помимо нынешнего SARS-CoV-2, а также высоколетальных SARS и MERS, у людей есть еще четыре «нестрашных» вируса из этой группы, и один и тот же коронавирус можно подхватить два раза за год. Более того, чем легче протекает заболевание, тем меньше обычно держится иммунитет. Поэтому многие специалисты полагают, что иммунитет к COVID-19 вряд ли будет пожизненным, но вот сколько именно времени он останется достаточно силен, чтобы предотвращать полноценное заболевание со всеми симптомами, пока неясно.

Сколько держится иммунитет после прививки?

Точно так же, как и в случае болезни, однозначно ответить на этот вопрос нельзя, так как самые «старые» из привитых получили вакцину меньше года назад. При этом иммунитет от удачной вакцины может держаться дольше, чем после встречи с реальным вирусом, особенно если человек переболел в легкой форме. Потому что минимум девять генов коронавируса отвечают за механизмы, мешающие защитным системам клетки распознавать вторженца и реагировать на него, в том числе оповещая иммунную систему. Вакцина тем или иным способом предъявляет организму фрагменты вирусных белков, позволяя как следует опознать их и запустить полноценный иммунный ответ, не смазанный вирусными трюками.

Часть вопросов составлена на основе самых быстрорастущих запросов по словам «коронавирус» и «ковид» в Google за последние три месяца. Данные предоставлены пресс-службой Google Россия