Этой осенью многие клиницисты и ученые опасались одновременных вспышек SARS-CoV-2, гриппа и респираторно-синцитиального вируса (RSV) в регионах Северного полушария, где отменили обязательное ношение масок, социальное дистанцирование и другие меры предосторожности в связи с COVID-19. Такая угроза получила название «тройной эпидемии» (tripledemic). Но растущий объем эпидемиологических и лабораторных данных дает некоторую уверенность: SARS-CoV-2 и другие респираторные вирусы часто мешают друг другу. Ученые, изучающие конкуренцию вирусов, считают маловероятным, что три вируса достигнут пика вместе и вызовут коллапс больничных систем, как это произошло с COVID-19 в начале пандемии.
«Грипп, другие респираторные вирусы и SARS-CoV-2 просто не очень хорошо уживаются друг с другом, — говорит вирусолог Ричард Уэбби, исследователь гриппа в Детской исследовательской больнице Св. Иуды в Мемфисе (США). — Маловероятно, что они будут широко распространены одновременно». «Один вирус имеет тенденцию запугивать другие», — добавляет эпидемиолог Бен Коулинг из Школы общественного здравоохранения Гонконгского университета. Во время всплеска высококонтагиозного варианта SARS-CoV-2 Omicron в Гонконге в марте Коулинг обнаружил, что другие респираторные вирусы «исчезли… и снова вернулись в апреле».
Организм инфицированного вирусом человека выделяет интерфероны — сигнальные белки, играющие роль в формировании иммунного ответа, интерфероны из зараженного человека выделяются и в окружающую среду. Когда респираторный вирус распространяется по популяции, интерфероны могут в значительной степени повысить защитные силы организма и временно создать у населения иммунный барьер против последующих вирусов, поражающих дыхательную систему. Открыли это явление и впервые выделили интерферон в 1957 году два вирусолога из Национального института медицинских исследований в Лондоне, Алик Айзекс и Жан Линдеман. В отличие от других иммунных реакций — например, антител, нацеленных на определенные патогены, с которыми организм сталкивался в прошлом, — интерфероны обеспечивают неспецифический быстрый ответ и составляют часть системы врожденного иммунитета.
В 1960–1970-е годы важные работы в этой области провела советский вирусолог Марина Ворошилова из Института полиомиелита. Она искала ответ на вопрос, почему ослабленные штаммы полиовируса, используемые в вакцине, иногда не приживаются в кишечнике людей, получивших вакцину, и, соответственно, не вызывают защитных иммунных реакций. Она обнаружила, что безвредные энтеровирусы в кишечном тракте мешают полиовирусам. Затем Ворошилова провела крупные полевые испытания вакцин, состоящих из аттенуированных энтеровирусов. Они обеспечивали защиту от кишечных патогенов, а также, что удивительно, отражали множественные респираторные вирусы.
В эпидемиологических отчетах неоднократно отмечалось, как волны гриппа, казалось, вытесняли РСВ, парагрипп и другие респираторные вирусы. Однако на эту статистику влияло слишком много факторов. Возможно, например, что заболевшие гриппом дети переставали ходить в школу и именно поэтому избегали заражения последующими вирусами. К тому же для выяснения того, какой именно респираторынй вирус вызвал у человека заболевание, требовалось трудоемкое культивирование образцов.
Пандемия гриппа 2009 года, вызванная новым штаммов вируса pH1N1, дала хорошую возможность изучить конкуренцию вирусов. Когда население имеет скудный иммунитет к новому штамму гриппа, он может широко циркулировать вне зимнего сезона, как это произошло с pH1N1 во всем мире. Но исследовательские группы из Швеции и Франции выяснили, что в этих странах всплески риновирусных инфекций в конце лета задержали вспышку гриппа до поздней осени.
«По сути, каждый вирус в той или иной степени вызывает интерфероновый ответ, и каждый вирус восприимчив к нему», — говорит иммунолог Эллен Фоксман из Йельского университета, которая изучает взаимодействие между SARS-CoV-2 и другими вирусами в лабораторной модели дыхательных путей человека. Такой механизм, конечно, не гарантирует полной защиты. Например, обследование 2117 человек в Никарагуа показало, что пик заболеваемости гриппом и COVID-19 пришелся на одно и то же время в феврале. Ученые указывают, что существенными факторами могут быть уровень популяционного иммунитета, время последней циркуляции данного вируса, а также от уровень вакцинации против гриппа и COVID-19.
Совсем недавно Пабло Мурсия из Университета Глазго и его коллеги использовали ПЦР-анализ, который может идентифицировать членов 11 семейств вирусов, для исследования образцов из носа и горла от более чем 36 000 человек, которые обращались в учреждения Национальной службы здравоохранения в Глазго в течение деаяти лет. Среди других примеров вирусной конкуренции их данные ясно показали, что риновирус и грипп А достигали своего пика в разное время, демонстрируя «негативное взаимодействие» между двумя вирусами, как сообщают исследователи в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Другое исследование, подтвердившее конкуренцию вирусов, провел коллектив Эллен Фоксман. Ученые провели ПЦР-тестирования на десять различных вирусов в 13 000 образцов из дыхательных путей взрослых, обратившихся за помощью в систему больниц Йельского университета в Нью-Хейвене. В период с 2016 по 2019 год около 7 % людей дали положительный результат на риновирус или вирус гриппа А, но из этих 1911 образцов только 12 имели оба вируса, что значительно меньше, чем ожидалось, говорится в статье, опубликованной в The Lancet Microbe. «Было здорово увидеть статью Эллен Фоксман, — говорит Пабло Мурсия. — По сути, она показала результаты, аналогичные нашим, и это полностью независимые исследования».
В работе Фоксман и ее коллег подтверждена и роль интерферонов во взаимодействии вирусов. Исследователи вырастили миниатюрные органоиды из клеток бронхиального эпителия, которые, как и дыхательные пути живого человека, выделяют интерфероны в ответ на заражение. Заражение органоидов риновирусом почти остановило рост вирусов гриппа А, добавленных позже. Исследование показало, что риновирусные инфекции привели к экспрессии множества генов, связанных с интерфероном. А когда ученые вводили в органоиды препараты, блокирующие интерфероновый ответ их клеток, вирусы гриппа процветали.
Взаимодействие нового вируса SARS-CoV-2 с другими вирусами стало важной областью исследований, но пока надежных данных в этой области не так много. Широко распространенное социальное дистанцирование и ношение масок во многих странах снизило шансы зафиксировать потенциальную конкуренцию вирусов. Кроме того, SARS-CoV-2 обладает множеством средств защиты от интерферонов, включая предотвращение их производства, что может повлиять на его взаимодействие с другими вирусами. Тем не менее Фоксман опубликовала доказательства того, что в ее органоидной модели риновирус может мешать SARS-CoV-2. А команда Ги Буавена из канадского Университета Лаваля сообщила, что грипп A и SARS-CoV-2 могут блокировать друг друга в клеточных культурах.
Чтобы узнать, как SARS-CoV-2 и другие вирусы взаимодействуют друг с другом за пределами лаборатории, требуются проспективные исследования, в ходе которых будут внимательно наблюдать за одними и теми же популяциями в течение нескольких сезонов. В настоящее время Бен Коулинг в Гонконге проводит несколько относительно небольших исследований, в ходе которых люди неоднократно сдают образцы крови и мазки из дыхательных путей, независимо от того, есть ли у них симптомы заболевания.
Коулинг, Мерсия и Фоксман говорят, что нехватка финансирования ограничивает возможности проведения крупных популяционных исследований. Тем не менее они и другие исследователи с оптимизмом считают, что скоро соберут богатые данные о борьбе между SARS-CoV-2 и другими респираторными вирусами. «Это будет первая настоящая зима, когда у нас будет нормальное смешение людей, и мы надеемся, что начнем замечать некоторые сигналы», — говорит Пабло Мурсия. Поскольку несколько вирусов столкнутся друг с другом впервые за три года, он надеется подтвердить, что межвирусная конкуренция работает и способна смягчить угрозы «тройной эпидемии».
