Новый коронавирус циркулировал необнаруженным за несколько месяцев до первых случаев заболевания COVID-19 в китайском Ухане

Используя инструменты молекулярного датирования и моделирование эпидемий, ученые из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего вместе с коллегами из Университета Аризоны и Illumina, Inc. подсчитали, что вирус SARS-CoV-2, вероятно, циркулировал незамеченным не более двух месяцев до того, как в конце декабря 2019 года в китайском Ухане были описаны первые случаи заболевания COVID-19 среди людей.

В онлайн-выпуске журнала Science от 18 марта 2021 года они также отмечают, что по их модели мутирующий вирус вымирал естественным путем более чем в трех четвертях случаев, не вызывая эпидемии.

«Наше исследование проводилось для ответа на вопрос о том, как долго SARS-CoV-2 мог распространяться в Китае до того, как его обнаружили», - сказал старший автор Джоэл О. Вертхайм, доцент Отделения инфекционных заболеваний и глобального общественного здравоохранения в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего.

«Чтобы ответить на этот вопрос, мы объединили три важных элемента информации: подробное понимание того, как SARS-CoV-2 распространялся в Ухане до карантина, генетическое разнообразие вируса и сообщения о самых ранних случаях COVID-19 в Китае. Объединив эти разрозненные факты, мы смогли установить верхний предел - середину октября 2019 года, когда SARS-CoV-2 начал циркулировать в провинции Хубэй».

Первые сообщения о случаях COVID-19 в конце декабря 2019 года были зарегистрированы в Ухане, расположенном в провинции Хубэй в центральном Китае. Вирус быстро распространился за пределы провинции Хубэй. Китайские власти оцепили регион и приняли меры по смягчению последствий по всей стране. К апрелю 2020 года местное распространение вируса удалось взять под контроль, но к тому времени COVID-19 уже стал пандемией, о случаях заболевания сообщали более 100 стран.

SARS-CoV-2 - это зоонозный коронавирус, который, как считается, перешел от неизвестного животного-хозяина к человеку. Были предприняты многочисленные усилия для определения момента, когда вирус впервые начал распространяться среди людей, на основе исследований ранее диагностированных случаев COVID-19. Первый кластер случаев - и самые ранние секвенированные геномы SARS-CoV-2 - были связаны с оптовым рынком морепродуктов Хуанань, но авторы исследования говорят, что этот кластер вряд ли ознаменовал начало пандемии, поскольку самый первый зарегистрированный случай COVID-19 не имел отношения к этому рынку.

Согласно сообщениям местных газет, диагноз COVID-19 в провинции Хубэй был диагностирован как минимум 17 ноября 2019 года, что свидетельствует о том, что вирус уже активно циркулировал, когда власти Китая приняли жесткие меры в общественном здравоохранении.

В новом исследовании ученые использовали эволюционный анализ молекулярных часов, чтобы попытаться определить, когда произошел первый или индексный случай SARS-CoV-2. «Молекулярные часы» - это термин для метода, который использует скорость мутаций генов, чтобы определить, когда разошлись две или более формы жизни - в данном случае, когда существовал общий предок всех вариантов SARS-CoV-2, и по оценке в этой статье, это произошло уже в середине ноября 2019 года.

Молекулярное датирование ближайшего общего предка часто считается синонимом индексного случая новой болезни. Однако, как сказал соавтор статьи Майкл Воробей, профессор экологии и эволюционной биологии в Университете Аризоны: «Индексный случай предположительно может предшествовать общему предку - фактический первый случай этой вспышки мог произойти за несколько дней, недель или даже многих месяцев до появления предполагаемого общего предка. В основе нашего исследования было определение длительности этого «филогенетического слияния»».

Основываясь на этой работе, исследователи подсчитали, что среднее число людей, инфицированных SARS-CoV-2 в Китае, до 4 ноября 2019 года было меньше одного. Тринадцать дней спустя их было четверо, а на 1 декабря 2019 года - всего девять. Первые госпитализации в Ухане с заболеванием, позже идентифицированным как COVID-19, произошли в середине декабря.

Авторы исследования использовали различные аналитические инструменты, чтобы смоделировать, как вирус SARS-CoV-2 мог вести себя во время первоначальной вспышки и в первые дни пандемии, когда он был в значительной степени неизвестным субъектом, а масштаб угрозы общественному здоровью еще не осознавался в полной мере.

Эти инструменты включали моделирование эпидемий, основанное на известных биологических свойствах вируса, таких, как его передаваемость и другие факторы. Всего в 29,7% этих симуляций вирус смог вызвать самоподдерживающиеся эпидемии. В остальных 70,3% вирус заразил сравнительно небольшое количество людей, прежде чем умер. В среднем неудавшаяся эпидемия заканчивалась всего через восемь дней после индексного случая.

«Обычно ученые используют генетическое разнообразие вирусов, чтобы определить время начала их распространения», - сказал Вертхайм. «Наше исследование добавило важный штрих к этому подходу, смоделировав, как долго вирус мог циркулировать, прежде чем привел к наблюдаемому генетическому разнообразию».

«Наш подход дал удивительные результаты. Мы увидели, что более двух третей эпидемий, которые мы пытались моделировать, исчезли. Это означает, что если бы мы могли вернуться во времени и повторить 2019 год сто раз, в двух случаях из трех COVID-19 выдохлась бы сама по себе, не вызвав пандемии. Это открытие подтверждает мнение о том, что люди постоянно подвергаются бомбардировке зоонозными патогенами».

Вертхайм отметил, что, хотя SARS-CoV-2 циркулировал в Китае осенью 2019 года, их модель предполагает, что это происходило на низких уровнях зараженности как минимум до декабря.

«Учитывая это, трудно совместить такой низкий уровень зараженности вирусом в Китае с заявлениями о заболеваниях им в то же время в Европе и США», - сказал Вертхайм. «Я довольно скептически отношусь к заявлениям о COVID-19 за пределами Китая в те же дни и недели».

Авторы пишут, что первоначальный штамм SARS-CoV-2 стал эпидемическим потому, что он был широко рассредоточен, что способствует устойчивости, и потому, что он процветал в городских районах, где передача была легче. При моделировании на менее плотных сельских сообществах эпидемии исчезали в 94,5–99,6% случаев.

С тех пор вирус несколько раз мутировал, при этом некоторые варианты стали более заразными.

«Эпиднадзор за пандемией такого вируса, как SARS-CoV-2 подготовлен не был», - сказал Вертхайм. «Мы ждали следующую атипичную пневмонию или MERS - что-то, что убивало бы людей быстро, но, оглядываясь назад, мы видим, что высокозаразный вирус с умеренным уровнем смертности тоже может привести к гибели мира».