Медицина
8 мин.

От космоса до коронавируса

Что обсудило собрание медицинского отделения РАН
От космоса до коронавируса

Pexels/Artem Markaryan/Flickr/Samantha Lee

Какие области космической медицины остаются белыми пятнами, как микрогравитация влияет на кровь и иммунитет, что нового известно о безопасности отечественных вакцин коронавируса, какой период болезни COVID-19 определяет ее исход и как кислород помогает бороться с опасными бактериями и грибками, которыми пациенты заражаются через ИВЛ, читайте в репортаже Indicator.Ru c общего собрания Отделения медицинских наук РАН.

Медицина на орбите и по пути на Марс

Апрельское заседание не могло не затронуть тему космоса. Связать ее с медициной проще, чем кажется: врачи и биологи давно изучают изменения организма во время космических полетов. Здесь и невесомость (правильнее говорить — микрогравитация, потому что на орбите земное притяжение все-таки влияет на нас), и перегрузки при взлете, и радиация, и колебания температуры. Кроме того, космонавты нередко остаются в длительной изоляции в замкнутом пространстве (в прошлом году все мы получили шанс испытать что-то подобное) и переживают тяжелый стресс. Все это влияет на сердечно-сосудистую и опорно-двигательную системы, которые начинают адаптироваться к новым условиям, а также снижает иммунитет.

«Особую роль в генезе адаптационных сдвигов играет невесомость, которая воздействует на перераспределение жидких сред в организме», — отметил доктор медицинских наук, член-корреспондент РАН, летчик-космонавт СССР Олег Атьков. Это приводит к кратковременному увеличению объема циркулирующей крови, из-за чего растягиваются центральные вены. Но в кровеносной системе множество механизмов саморегуляции, и реакцией на этот эффект становится выведение жидкостей и солей из организма. Кровь депонируется в тканях и органах, задерживается «сахарная» кривая, происходит гипогидратация, нарушается баланс ионов в организме, меняется секреция ряда гормонов, а количество эритроцитов в крови снижается. Кроме того, подавляется и активность клеточного иммунитета. Конечно, не все изменения патологические и вредные: к примеру, сжатие позвоночных дисков без сильной гравитации уменьшается, и космонавты за время нахождения на орбите могут подрасти на четыре сантиметра.

В космосе возможны и медицинские чрезвычайные ситуации — так, у астронавтов раз в пять-шесть лет возникают случаи острого аппендицита. Большая команда врачей на борту недоступна, и эту проблему обычно решают при помощи телемедицины, рассказал Атьков.

«Белыми пятнами» в космической медицине остаются возможности физиологических систем компенсировать условия микрогравитации, риск активации патогенных микроорганизмов, изменение действия лекарственных препаратов, защита от ионизирующего излучения и то, как организм поведет себя без электромагнитного поля. Медики создали множество приборов, которые помогают анализировать функции организма в условиях космического полета. К примеру, комплекс для исследования воздействия гипомагнитного поля, который поможет узнать о том, как человек перенесет полет к другим планетам.

Коронавирус: «ситуация стабилизируется»

Но в период пандемии медицинских проблем гораздо больше на Земле, так что значительную часть встречи академики обсуждали коронавирус. Перед ними выступила Анна Попова, глава Роспотребнадзора и главный государственный санитарный врач РФ. Она заявила, что Россия по суточной заболеваемости находится на 87-м месте в мире и «ситуация стабилизируется». В первый же месяц российские ученые выделили три модели реагирования: опережающую, запаздывающую и пассивную. «Комплекс опережающих мероприятий в Российской Федерации дал нам те преимущества, которыми мы воспользовались», — отметила Попова. Тем не менее о победе говорить рано: во-первых, в регионах до сих пор нужны ограничения для пожилых, во-вторых, вирус может стать и сезонным, как грипп, и в этом случае новые штаммы будут появляться каждый год, требуя новых версий вакцины.

В России удалось быстро развернуть систему мониторинга. Если в начале пандемии диагностику проводил «Вектор» и 15 научных лабораторий, сегодня к ним подключились более 1000 организаций. Активно изучаются разные генетические варианты вируса: в разных регионах страны исследователи выделили 942 новых изолята из 5740 биологических образцов. Для обмена данными о новых штаммах Роспотребнадзор разработал и запустил сайт для загрузки и анализа результатов секвенирования коронавируса. Профессор РАН Сергей Юдин рассказал, что в мире ученые нашли уже около 27 тысяч однонуклеотидных («однобуквенных») мутаций в геноме вируса. Российские ученые из ФМБА обнаружили более 3500 из них, причем некоторые меняли структуру S-белка вируса, на который направлены многие вакцины. Все это помогает строить модели для медицинских прогнозов, на основе которых российские ученые разработали калькулятор для расчета тяжелого течения болезни.

Вакцины: побочные эффекты и надежда на антитела

Одним из приоритетов на сегодня глава Роспотребнадзора назвала доступную вакцинацию. И действительно, по темпам прививочной кампании Россия отстает от лидеров. Как мы помним, дело не только в том, что в одних регионах наблюдается избыток доз, а в других недостаток, но и в том, что, согласно опросам, около половины населения делать прививку и не собирается. Эти люди — не обязательно безумные сторонники теории заговора: до сих пор трудно сказать, сколько продлится вакцинный иммунитет и насколько эффективно он будет защищать от заражения. Инфицировать привитых людей для проверки негуманно, но ученые делают все, чтобы исправить ситуацию. Как рассказал член-корреспондент РАН, глава ФГБУ «48 ЦНИИ» Минобороны России Сергей Борисевич, исследования проводились на лабораторных животных и животных-компаньонах: домашних кошках и собаках, и такие косвенные предварительные результаты обнадеживают.

Кроме того, по данным 48 ЦНИИ, у 90,4% привитых обоими компонентами «Спутника V» появляются нейтрализующие антитела, а уровень положительных ИФА-антител составил 93,5%. О предварительных результатах испытания безопасности этой вакцины рассказал замдиректора по научной работе ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи», член-корреспондент РАН Денис Логунов. На сегодня зарегистрировано 70 случаев серьезных нежелательных явлений у 68 добровольцев. 45 из них относились к группе вакцинированных, остальные получили плацебо. Найти доказательства того, что виновата в них была прививка, не удалось.

О «КовиВак» — вакцине совсем другого типа, содержащей целый убитый вирус, — рассказал глава Центра им. М.П. Чумакова, член-корреспондент РАН Айдар Ишмухаметов. Цельновирионные вакцины — первый тип из придуманных человеком, но методы их создания прошли долгую эволюцию. Такие прививки хороши тем, что обучают организм распознавать сразу все части вируса, поэтому, даже если какие-то белки мутируют до неузнаваемости, иммунитет сможет легко узнать патоген по остальным. С другой стороны, их неудобно создавать и производить: ученым приходится работать с настоящим вирусом, что опасно. К тому же, хотя вирус в самой вакцине безвреден, при нарушении технологии производства его могут «не добить» в каких-то партиях, и он будет заразным. Исторически такое случалось буквально несколько раз, но все же такой сценарий возможен. Ученые уверяют, что риски преувеличены. «Мы привыкли, что вирус — конструкция потенциально опасная. Это используется в попытке дискредитировать цельновирионные вакцины», — подчеркнул Ишмухаметов.

COVID-19 прошел, последствия остались

Но не все так просто: гуморальный иммунный ответ, которого создатели вакцин хотят добиться, постепенно сходит на нет. Нейтрализующие антитела токсичны для организма, и поэтому наша иммунная система сама уничтожает их. К тому же, к сожалению, иммунитет от SARS-CoV-2 — необязательно что-то хорошее. Все больше людей после заболевания получают патологические изменения, которые не проходят долгое время, и некоторые из них становятся аутоиммунными реакциями — то есть появляются потому, что защитные силы организма ополчаются на своего хозяина.

Как показали клиницисты, реакции организма слишком системные, чтобы считать COVID-19 обычной ОРВИ-инфекцией. «Летальность достаточно высока, заболевание имеет непредсказуемое течение», — добавил главный внештатный специалист-пульмонолог Минздрава России, член-корреспондент РАН Сергей Авдеев. Ученый рассказал о закономерности: чем быстрее вирус размножается, тем неадекватнее иммунный ответ. Поэтому самую важную роль в лечении играют препараты, которые даются в первые два-три дня болезни. «У пациентов с тяжелой формой наблюдаются разные заболевания, а механизмы их возникновения до конца не известны», — отметил его содокладчик Вадим Говорун.

Разобраться с особенностями заболевания пытается консорциум академического содружества по изучению COVID-19. Одно из направлений его работы — создание атласа патологической анатомии, где были бы показаны изменения тканей и органов при тяжелой коронавирусной инфекции. Медики в рекордные сроки провели 29 200 вскрытий умерших в Москве (в разы больше, чем за рубежом) в поисках ответов на вопросы клиницистов, но новых, необычных изменений обнаружили очень мало. По изменениям гистологии сосудов, сердечной мышцы и других тканей не получилось понять, когда начинается необратимый процесс, который приводит к смерти пациента. Если этот поворотный момент удастся определить, ученые надеются создать препарат, который мог бы предотвратить или уменьшить осложнения. Почти все показатели были типичны для тромбоэмболических нарушений. У большинства пациентов наблюдался респираторный дистресс-синдром и другие признаки, обычные для вирусной пневмонии. Однако в 30% случаев была обнаружена суперинфекция бактерий и грибков, которая нередко была ассоциирована с ИВЛ, а у некоторых погибших — также сепсис.

В рамках другого исследования, в котором сравнили 414 геномов коронавируса и 373 метагенома (общего генома всех микроорганизмов) дыхательного тракта, удалось узнать, что в больничных условиях у пациентов было больше резистентных и опасных штаммов. К сожалению, именно в поликлиниках, в постоянном присутствии антибиотиков, формируются самые устойчивые штаммы, которые опасны для пациентов. Ученым удалось выяснить также и то, что выздоровление пациентов от сопутствующих инфекций зависит от содержания кислорода в крови: если оксигенация восстанавливается, то и бактериальное сообщество в их дыхательной системе возвращается в норму. Но если этого не происходит, в носоглотке остаются опасные бактерии, и инфекция может вернуться. Поэтому увеличение оксигенации помогает борьбе с сопутствующими инфекциями и постковидным синдромом.

О развитии этого направления рассказал член-корреспондент РАН Сергей Петриков. По его словам, COVID-19 подтолкнул развитие методов мембранной оксигенации. Оказалось, что при терапии легочных нарушений из-за COVID-19 отлично подходит гелий-кислородная смесь, разработанная для операций по трансплантации легких. Также при лечении тяжелой инфекции Петриков посоветовал использовать методы гемодиализа при развитии острой почечной недостаточности в продленном режиме и бороться с проявлениями «цитокинового шторма». Кроме того, он отметил, что для работы в ковидном корпусе требуется на 30% больше персонала, чем в обычных отделениях (в основном анестезиологов-реаниматологов).

Увы, ответить на все вопросы врачам пока не удается, но мы уже гораздо больше знаем о коронавирусе, чем год назад, и это позволит спасти больше пациентов, если пандемия будет продолжаться.