Covid и 2020: Изключителна година за науката

2020 г. беше доминирана от едно събитие: смъртоносен и неизвестен досега вирус нанесе поражения по целия свят, убивайки над 1.5 милиона души, заразявайки много повече и причинявайки икономическа разруха. И въпреки че през 2020 г. имаше други достойни за новини научни разработки, пандемията определи научния ход в изключителна степен.

Скоростта на разпространение на коронавируса може да се съпостави само с темпото на научните прозрения. Почти веднага след откриването на SARS-CoV-2 изследователски групи по целия свят започнаха да изследват биологията му, докато други разработиха диагностични тестове или проучваха мерки за обществено здраве, за да го контролират. Учените се надпреварваха да намерят лечение и да създават ваксини, които биха могли да поставят пандемията под контрол. "Никога не сме прогресирали толкова бързо с никой друг инфекциозен агент", казва вирусологът Теодора Хацияну от Рокфелеровият университет в Ню Йорк.

Но както при почти всички, пандемията засегна и работния и личния живот на изследователите. Много от онези, които не изучават вируса или неговото въздействие, са забавили проектите си, кариерата им е в застой и финансирането на научните изследвания е прекъснато.

Новият вирус

През януари, по-малко от месец, след като за пръв път се появиха съобщения, че мистериозно респираторно заболяване поразява хората в китайския град Ухан, изследователите в страната бяха установили причината: нов коронавирус, който скоро ще бъде наречен SARS-CoV-2. На 11 януари китайско-австралийски екип публикува генетичния код на вируса онлайн. Скоро след това учените направиха друго ключово, но тревожно откритие: вирусът може да се предава между хората.

До февруари изследователите бяха установили, че вирусът се прихваща към рецептор, наречен ACE2, протеин, който се намира на повърхността на клетките в много органи, включително белите дробове и червата. Това изобилие от цели може да помогне да се обясни опустошителния диапазон на симптомите на Covid-19, които варират от пневмония до диария и инсулти. Вирусът "сграбчва" ACE2 поне десет пъти по-силно, отколкото предшественика на SARS-CoV-2 - SARS-CoV, който причини смъртоносна епидемия през 2003 г. Учените смятат, че това може отчасти да обясни заразността на SARS-CoV-2.

До март някои учени предполагаха, че малките, натоварени с вируси "аерозоли", които могат да се задържат във въздуха за дълги периоди, играят роля в предаването. Но не всички изследователи се съгласиха и на някои правителства и здравни организации им бяха необходими месеци, за да приемат доказателствата, че това е един от начините за разпространение на вируса.

Изследователите откриха също, че хората могат да разпространяват болестта преди да развият симптоми. Без контрол, приблизително половината от цялото предаване на SARS-CoV-2 става от заразени хора, които все още нямат симптоми, според анализ, публикуван миналия месец.

Може би най-голямата мистерия около биологията на вируса е откъде е дошъл. Силни доказателства сочат, че произхожда от прилепи и вероятно е преминал сред хората чрез междинно животно. Редица животински видове са податливи на инфекция със SARS-CoV-2, включително котки и норки. През септември Световната здравна организация (СЗО) сформира научен екип за разследване на животинския произход на пандемията, като започна търсенето си в Китай и го разшири и другаде. Американският президент Доналд Тръмп и други твърдят, без съществени доказателства, че китайска лаборатория е пуснала SARS-CoV-2, но повечето учени смятат, че това е малко вероятно.

Опити за контрол: успехи и неуспехи

От най-ранните дни на пандемията епидемиолозите бързаха да разработят модели за прогнозиране на разпространението на вируса - и да предлагат какви мерки за обществено здраве биха могли да помогнат за неговото овладяване. При липса на ваксини или лечения властите по целия свят разчитат на така наречените нефармацевтични интервенции, като локдауна. През януари властите в Ухан показаха колко бързо спирането на почти всеки аспект от всекидневния живот може да ограничи вируса. Голяма част от света го последва, въвеждайки подобни ограничения.

Но икономическото въздействие на затварянето беше бързо и тежко, което накара много страни да се отворят, преди вирусът да бъде под контрол. Несигурността в началото на пандемията относно това дали вирусът се пренася по въздуха доведе до дебат относно ползите от носенето на маски, който бе политизиран, особено в САЩ.

Междувременно теориите на конспирацията, дезинформацията и "полунауката" се разпространяваха почти толкова бързо, колкото вируса. Те включваха дискусии относно достойнствата на това вирусът да бъде оставен да се разпространява, вместо да бъде контролиран.

Епидемиолозите съветват, че масовото тестване за вируса е изходът от кризата. Но в много страни недостигът на комплекти и реактиви за стандартните тестове, които използват техника, наречена PCR, създаваше затруднения. Това подтикна изследователските групи по целия свят да започнат да разработват нови бързи тестове, включително такива, базирани на инструмента за редактиране на гени CRISPR и бързи антигенни тестове, които биха могли да помогнат при диагностицирането на заболявания, които ще се появяват в бъдеще.

Страни, които потушиха разпространението на вируса рано, като Виетнам, Тайван и Тайланд, използваха комбинация от подходи, включително пълно затваряне, широко тестване, задължително носене на маски и цифрово проследяване на контактите. В Сингапур, Нова Зеландия и Исландия агресивните програми за тестване и проследяване, съчетани със строги мерки за изолация, помогнаха за почти елиминирането на вируса, като позволиха животът да се върне към нормалното.

Общата нишка в тези истории за успеха е готовността на правителствата да действат бързо и решително, казва Кейтлин Ривърс, епидемиолог от университета "Джонс Хопкинс" в Балтимор, Мериленд. "Тези ранни и агресивни действия наистина помогнаха за забавяне на предаването."

Но в много страни властите действаха бавно, пренебрегваха научните съвети или изпитваха трудности да увеличат тестването. Резултатът беше нарастване на инфекциите, което доведе до втора вълна. А в Съединените щати и Западна Европа заразяванията и смъртните случаи от Covid-19 отново нарастват.

Бързи ваксини

На фона на хаоса, исторически научни усилия дадоха на света ваксини срещу болест, за която човечеството дори не знаеше допреди година. Ваксините срещу Covid-19 бяха разработени и тествани със спираща дъха скорост. При последното преброяване през ноември, СЗО заяви, че има над 200 ваксини в процес на разработване, приблизително 50 от които са на различни етапи от клинични изпитвания. Те използват шеметен набор от подходи - от иновативна инокулация с химически инактивиран вирус SARS-CoV-2 до по-нови технологии, които никога преди не са давали лицензирани ваксини.

За да си вършат работата ваксините, те трябва да достигнат до тези, които имат най-голяма нужда от тях. Богатите държави, включително САЩ, Обединеното кралство, членовете на Европейския съюз и Япония са закупили предварително милиарди дози многобройни ваксини. Усилията за набавяне на ваксини за страни с ниски и средни доходи получиха подкрепа от много богати страни. Има обаче безброй препятствия при производството и доставката на ваксини. Например ваксината на Pfizer трябва да се поддържа при -70 ° C, което ще създаде проблеми в райони по света без инфраструктурата за хладилно съхранение. Със сигурност ще възникнат още трудности.

Лечения - стари и нови

Ваксините сами по себе си е малко вероятно да сложат край на пандемията, като се има предвид логистиката. Единственият изход от тази пандемия е комбинацията от ваксини и терапевтици, казва Лени Дерде, лекар по интензивно лечение в Университетския медицински център Утрехт, Холандия.

Изследователите се надпреварваха да тестват множество потенциални лечения със смесен успех. Някои кандидати - включително лекарството за малария хидроксихлорохин и коктейл от две лекарства за ХИВ - показаха първоначално обещаващи резултати в малки клинични проучвания и наблюдателни проучвания, но по-късно не успяха да покажат ползи в по-големи, рандомизирани контролирани проучвания.

През април изследователи, провеждащи голямо клинично изпитване, обявиха, че антивирусното лекарство, наречено ремдесивир, намалява продължителността на болничния престой за хора с Covid-19, но по-късно проучвания установиха, че лекарството не намалява значително смъртните случаи. През ноември Световната здравна организация препоръча да не се използва.

Потенциалните лечения на Covid-19 бяха силно политизирани в някои региони, като лидери бяха САЩ, Индия, Китай и Латинска Америка, където се рекламираха недоказани терапии, включително хидроксихлорохин. Няколко регулаторни органи издадоха разрешения за спешна употреба за недоказани лечения, в някои случаи възпрепятстващи клиничните изпитвания и пораждащи опасения за безопасността.

Други терапии имат по-голям успех. През юни голямо проучване на имунопотискащ стероид, наречен дексаметазон, установи, че намалява смъртните случаи с около една трета, когато се дава на хора с Covid-19, които се нуждаят от допълнителен кислород. Друго лекарство, насочено към имунната система, наречено тоцилизумаб, дава смесени резултати в клиничните изпитвания, но показва обещаващи резултати при хора, тежко болни от Covid-19.

Изследват се и други интервенции при пациенти с по-леки симптоми на Covid-19, за да се види дали намаляват шансовете за прогресиране до по-сериозно заболяване. Проучванията, при които на хората се дава кръвна плазма, събрана от тези, които се възстановяват от Covid-19, продължават. Някои учени се надяваха, че масово произвежданите моноклонални антитела, които директно да деактивират SARS-CoV-2, ще помогнат, но проучванията все още не показват дали тези скъпи лечения ще оправдаят очакванията.

В крайна сметка лечението с Covid-19 вероятно ще изисква комбинация от лекарства, съобразени с рисковите фактори и тежестта на заболяването на човек, казва Дерде, която е член на управителния комитет на международно проучване, което тества самостоятелно и в комбинация терапии срещу Covid-19. "Най-логичното нещо, което може да се предположи, е, че няма едно чудодейно лекарство, което само да е от огромно значение", казва тя.

Прекъснати изследвания

Никога след Втората световна война научните изследвания не са прекъсвани в такава степен, както сега. След като вирусът започна да се разпространява в различни страни, много университети затвориха кампусите си през март. Лабораториите паузираха всички проучвания, освен най-съществените. Работата на терен бе отменена и конференциите станаха виртуални.

В много области, които не са пряко свързани с пандемията, проектите и напредъкът се забавиха до състояние на пълзене. Изведнъж принудени да работят от вкъщи, изследователите откриха, че животът им се преобръща, често се борят със семейни грижи и ограничен достъп до ресурси като библиотеки.

Особено силно засегнати са жени, родители, изследователи в началото на кариерата си и учени от исторически недостатъчно представени групи - за които пандемията засили факторите, които вече затрудняваха участието им в науката. Проучване сред 3345 учени в Бразилия през април и май установи, че чернокожите жени, както и майките от всички етноси, отчитат най-голямото намаляване на производителността по време на пандемията, измерено чрез способността им да представят научни трудове и да спазват срокове.

Правителствата по целия свят реагираха по различни начини, като някои осигуриха финансова подкрепа за висшето образование и индустриите с интензивна научноизследователска дейност. Австралия, например, инжектира 1 милиард щатски долара в университетски изследвания за 2021 г. За разлика от нея в САЩ изследванията са почти пропуснати в плана за икономическо спасяване от 2.3 трилиона щатски долара.

Има няколко светли точки: дори когато границите се затвориха, някои международни сътрудничества нараснаха; изследователите започнаха да споделят данни по-открито и мнозина публикуваха работата си на сървъри за предпечат; повечето издатели направиха своите Covid- статии свободни за четене. Изследователската култура също се измести, поне временно, от акцентиране върху производителността към обсъждане на по-широки въпроси като баланса между професионалния и личния живот. "Надявам се, че положителните промени, предизвикани от пандемията, могат да останат", казва Син Сю, научен сътрудник от Оксфордския университет, Великобритания.