Лето против коронавируса: кто кого?

У науки нет четкого и убедительного ответа на вопрос, «почему многие болезни активны зимой, а летом — нет». Вернее, не так: для самых массовых причин смертей ясность все же есть. Сердечно-сосудистые заболевания зимой уносят много больше жизней, чем летом, практически во всем мире, и только для экваториальных стран сезонности почти нет.

Но с сердцем и сосудами все относительно понятно: как мы уже писали, при низких температурах у людей возникает стресс, растут вязкость крови и ее склонность образовывать тромбы, а те в итоге становятся причиной инфарктов и инсультов.

С болезнями типа гриппа или «простудных» коронавирусов (те вызывают 40% всех простуд) такой ясности нет, хотя они тоже убивают зимой много больше, чем летом. В той же России в теплое время года смерть человека от осложнений после гриппа — настоящая редкость, хотя зимой это систематическое явление. Но почему?

Ультрафиолет, тепло или влажность: что на самом деле делает болезни сезонными

На этот счет есть несколько популярных, но не доказанных гипотез. Большинство из них сводится к тому, что зимой у респираторных заболеваний растет базовое репродуктивное число. То есть в холодное время года один больной простудным коронавирусом заражает, скажем, двух человек — а летом одного или даже чуть меньше. В таком сценарии болезнь быстро затухает сама собой, поражая с каждой неделей все меньше жертв. Графики по подобным респираторным заболеваниям указывают именно на это.

Первая гипотеза, пытающаяся это объяснить, упирает на ультрафиолет. Мол, он эффективно разрушает органику, попавшие под его свет вирионы инактивируются, отчего не могут никого заразить.

Другой вариант «ультрафиолетового» объяснения: зимой у людей слишком низкий уровень витамина D, да и мелатонин далек от нормальных значений, что может ослаблять иммунитет. Звучит логично. Но вот беда: тогда в местах с высоким ультрафиолетом простудных заболеваний и гриппа должно быть много меньше, чем там, где он низкий.

Возьмем Санкт-Петербург. По данным ВОЗ, с января по февраль индекс ультрафиолета там 0, в марте и октябре — 1. Сумма УФ-индекса октября-марта равна двум. Будь УФ-теория остановки сезонных вирусных болезней верна, этот город был бы мировым полюсом гриппа и простуд.

А вот Нью-Йорк, где сумма УФ-индексов за те же месяцы 15 (и вообще не бывает нуля ни в один месяц), должен болеть намного, намного меньше. На деле этого не наблюдается ни для гриппа и простуд, ни для нового коронавируса. Тот в одном Нью-Йорке и всего за пару месяцев убил больше людей, чем Россия потеряла во всех войнах за последние тридцать лет.

Вторая гипотеза утверждает, что зимой люди чаще лета находятся в помещении, что упрощает перенос вирусов. И у этого предположения есть проблемы: в Австралии, например, или в южной Индии зимой и летом люди проводят на воздухе примерно одинаковое время. Но ярко выраженный зимний пик гриппа и простуд есть и там.

Подтип гипотезы «вирусы побеждают, когда люди толпятся в помещениях» пытается переложить вину за сезонные болезни на школы: мол, дети в них заражают друг друга, а потом — и родителей. Увы, но в сентябре-октябре никаких эпидемий гриппа нет, хотя школьные занятия уже идут. И это объяснение не выглядит убедительным.

Как же понять, что происходит на самом деле? Лучший способ здесь — эксперимент. Но это создает проблему: редкая этическая комиссия разрешит ученым специально заражать людей небезопасными вирусами в разных условиях.

Лабораторные мыши заражаются тем же гриппом и некоторыми коронавирусами, но очень плохо передают их друг другу, отчего для опытов такого рода не годятся. Хорьки, с другой стороны, передают хорошо, но они дороги в содержании и здорово кусаются, а биологи с врачами не любят, когда их кусают.

К счастью, полтора десятка лет назад один ученый прочитал статью из Journal of the American Medical Association аж за 1919 год. Там он нашел неожиданное упоминание: во время пандемии испанки морские свинки в лабораториях начали умирать, а на вскрытии у них была типичная картина осложнений от гриппа. Ученый поговорил с коллегами, и они взялись за опыты с помощью именно этих животных.

В 2007 году эксперименты на морских свинках показали: сезонные вирусы хорошо сохраняются только в холодном и сухом воздухе, но гибнут в теплом и влажном. Специально зараженные гриппом свинки заражали соседей в ближайшей клетке сильнее всего при температуре в 5°C, а уже при 30°C заражения либо не было вообще, либо оно было малоэффективным — свинки получали мало вируса с воздухом и переносили заболевание редко, а когда все же это происходило, то с менее жестким течением болезни. К сожалению, при 20 °C заражение все еще происходит, хотя и на 50% менее эффективно, чем при 5 °C.

Кроме того, оказалось, что при пониженной температуре морские свинки больше времени остаются потенциально заразными — они выбрасывали в воздух достаточное количество вирионов на два дня дольше тех, что болели при +20-30°C.

Не совсем понятно только с влажностью. Относительная влажность воздуха на улице зимой часто выше, чем летом. Это, в теории, исключает возможность того, что повышенная влажность уменьшает вероятность заразиться. Однако ряд экспериментов на свинках показывает, что снижение все же есть, по крайней мере, для влажности воздуха в районе 50% и около 100%. Почему же тогда зимой сезонные вирусные болезни идут так активно — ведь в умеренном климате относительная влажность воздуха зимой выше?

Проблемой для вируса может быть не относительная, а абсолютная влажность. Чем теплее воздух, тем больше он удерживает в себе водяных паров. Поэтому при +30°C и относительной влажности 30% воды в нем содержится девять граммов водяных паров, а при +5°C и относительной влажности 100% — всего семь граммов. Если сезонным вирусам (к ним часто относят и корь) мешает распространяться именно абсолютная влажность воздуха, то легко понять, почему зимой они устраивают эпидемии даже при высокой относительной влажности воздуха.

Во-первых, зимой даже при высокой относительной влажности в уличном воздухе все равно меньше влаги в кубометре воздуха, чем при низкой относительной влажности, но высокой температуре. Во-вторых, внутри помещений зимой часто топят. А значит, даже воздух, нагретый до +20°C, часто будет иметь относительную влажность в 30%, то есть воды там будет всего пять граммов. Даже меньше, чем на улице при +5°C и относительной влажности 100%.

В теории подавить распространение сезонных вирусов в квартирах все равно можно: достаточно поднять температуру в домах до +30. Проблема заключается в том, что в большинстве культур принято считать, что +30 градусов — это слишком жарко.

Парадоксальное зимнее усиление: относится ли оно к новому коронавирусу?

Хотя эксперименты надежно установили, что дело в температуре и влажности, причины такой зависимости заразности некоторых вирусов от этих факторов неясны. Дело в том, что в теории вирусы не обязаны погибать при температуре +30°C — это видно хотя бы из того, что они размножаются в наших клетках, а у нас температура выше +36°C. Да, известно, что новый коронавирус вне организма также гибнет быстрее при температуре за тридцать, чем при плюс пяти градусах, но почему это происходит — тоже неясно.

Еще менее понятно, чем им мешает влажность. В теории вирионы на воздухе погибают при иссушении, и на гидрофобных поверхностях с ними это происходит раньше, чем на гидрофильных. Более того, часто то, что вирусы при плюс 20-30 гибнут на воздухе быстрее, чем при плюс пяти, пытались списать на то, что их оболочки быстрее высыхают в теплом воздухе.

Однако во влажном воздухе высыхание идет медленнее, чем в сухом, то есть, по идее, вирус в нем должен быть успешнее. На практике он заражает тем хуже, чем выше влажность. Как мы видим, вирусология все еще в большом долгу перед человечеством и далеко не всегда может обеспечить нас пониманием того, что реально происходит с вирусами.

Согласно одной из работ по новому коронавирусу, при +22°C в окружающей среде концентрация его вирионов за сутки падает настолько же сильно, насколько при +4°C за две недели. Выходит, в жару вне наших тел и SARS-CoV-2 выживать намного сложнее, чем в холодную погоду. Работа экспериментальная, и почему так вышло — не объясняет.

Есть предположения, что поскольку оболочка коронавируса в основном липидная, то при низкой температуре она медленнее участвует в химических реакций. За счет этого она дольше сохраняется вне организма человека. Но следует понимать, что пока это только предположение. Тем не менее, упомянутая выше работа дает основания надеяться, что с повышением температуры новый вирус будет распространяться все хуже.

Впрочем, возможно (хотя пока это и неясно), что вирусологи и не должны быть теми, кто ответит на вопрос о причинах нетерпимости вирусных заболеваний к жаре. При высокой температуре и влажности вероятность заражения зависит не только от поведения вирусов, но и от состояния слизистой наших дыхательных путей. Не исключено, что они лучше справляются с попадающими на них вирионами в таких условиях.

Еще более важный вопрос: относятся ли данные по гриппу и простудным коронавирусам к нынешнему? Теоретически это вполне возможно. Грипп, корь, простуды — все они передаются с каплями, поступающими из окружающей среды, и все они сезонные. Многие вирусы без сезонности — ВИЧ, гепатит и иные — используют не воздушно-капельные пути, а совсем иные, при которых их вирионы вообще не зависят от температуры и влажности воздуха, поскольку просто не попадают в него.

Теория — это хорошо, но что насчет практики? Чтобы понять, как погода влияет на разнос коронавируса, обратимся к статистике тех или иных стран, борющихся с нынешней пандемией.

Часто говорят, что SARS-CoV-2 не может быть сезонной болезнью, и теплый и влажный воздух его не останавливает. При этом ссылаются на пример Таиланда и Эквадора, где, как считают многие, тепло и влажно. Здесь налицо некоторый недоучет реальной климатической и эпидемиологической ситуации в этих странах.

Дело в том, что в Таиланде всего 54 погибших от этой болезни и несколько тысяч заболевших. Сразу можно отринуть мысль «там неполная диагностика»: как легко видеть на примере Испании, Италии и Нью-Йорка, в странах, где эпидемия действительно развернулась во весь рост, ее невозможно не заметить ни при каких недостатках учета. Просто потому, что она переполняет морги и больницы.

В Эквадоре эпидемия – вполне реальный факт: там семь сотен погибших при населении в девять раз меньше, чем у России. Очевидно, что масштаб поражения там много больше.

Но дело в том, что в Эквадоре сейчас не слишком жарко: за время эпидемии даже в прибрежных частях страны не жарче +25, а типичная температура и вовсе +20°C. Это много ниже, чем те +30°C, что останавливают заражение гриппом, и тем более ниже нынешних температур в Таиланде (выше +30°C).

Другие вроде бы жаркие страны, где налицо эпидемия — Бразилия и Мексика — тоже сейчас совсем не такие теплые, как может показаться. В Мехико и Сан-Паулу держится около +17°C, что крайне далеко от +30°C и выше, наблюдаемых в той же Индии.

Да, а что же Индия, спросите вы? Надо сказать, что пока в ней около тысячи умерших от коронавируса — хотя населения на порядок больше, чем в России, а медицина и общая санитарная ситуация, мягко говоря, похуже.

Сходные настроения внушает ситуация в Африке и Австралии. Традиционный аргумент «кто там в Африке считал погибших» довольно спорен. Коронавирус — это не Эбола, он быстро разносится в крупных городах. Где в крупных городах Африке мы видим забитые морги? Пока нигде, а это значит, что действительно массовых вспышек там нет. Потому что трупы вне моргов в африканских условиях означают чрезвычайно сильные запахи и ухудшение эпидемиологической ситуации по другим болезням — а этого тоже не видно.

В Австралии сейчас осень, и, несмотря на еще более условные карантинные меры, чем в России, особой вспышки не наблюдается и там. Посмотрим, что принесет местная зима, что начнется в июне.

Что ждет нас?

Читатель к этому моменту, вероятно, уже начал унывать. Да, конечно, во многих штатах США лето жарче +30°C — частый гость. И то же самое относится к Италии с Испанией. Очевидно, там эпидемии летом придется плохо. Но наша страна, увы, живет в принципиально ином климате.

Любой, кто видел лето в средней полосе России, прекрасно знает: здесь +12°C в июле никого не удивит. То есть даже снижение эффективности переноса на 50% — исходя из аналогии с гриппом — может не затронуть Москву, главный центр эпидемии. +30°C, надежно останавливающие сезонные вирусы, в столице нашей страны бывают так нечасто и так недолго, что рассчитывать на этот фактор всерьез трудно.

Возможно — только возможно — лето действительно затормозит коронавирус в Крыму, части Краснодарского края, Волгоградской и Астраханской областях. То есть в местах, где +30 летом у нас бывают достаточно часто. Вероятность этого будет выше, если население там не будет использовать кондиционеры так же широко, как делает это в обычные годы.

Сможет ли температура притормозить коронавирус в остальной части страны — пока неясно. В теории всегда возможен рецидив лета 2010 года, с его мощным антициклоном и жарой. Но на практике событие это крайне редкое, так что….

Пожалуй, единственный серьезный шанс на затухание эпидемии заключается в сочетании карантинных мер и относительно высоких температур. Но такие действия по принципу «на лето надейся, а сам не плошай» требуют заметно большей жесткости в проведении карантинных мероприятий, чем успели проявить российские власти в ходе нынешней пандемии.