Норки и COVID-19: как методы, основанные на изысканиях в ядерной области, помогают определять новые штаммы вирусов и предотвращать пандемии

Ключевую роль в вопросах исследования, обнаружения и диагностики, а также определения характеристик зоонозных заболеваний, в том числе COVID-19, играют разработанные на основе изысканий в ядерной области инструменты, которые передаются различным странам мира по линии МАГАТЭ в партнерстве с Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО).

Наиболее точным методом выявления вируса COVID-19 является ОТ-ПЦР в реальном времени. МАГАТЭ в партнерстве с ФАО уже на протяжении десятилетий помогает странам использовать этот метод для выявления зоонозных заболеваний. (Фото: Д. Кальма/МАГАТЭ)

Ключевую роль в вопросах исследования, обнаружения и диагностики, а также определения характеристик зоонозных заболеваний, в том числе COVID-19, играют разработанные на основе изысканий в ядерной области инструменты, которые передаются различным странам мира по линии МАГАТЭ в партнерстве с Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО). Они важны также для понимания и отслеживания происходящих в вирусе изменений. В результате недавних исследований в Нидерландах и Дании впервые были зафиксированы случаи передачи инфекции COVID-19 от человека к норке и обратно к человеку, что указывает на способность вируса быстро приспосабливаться к новым хозяевам. Понимание механизма таких мутаций имеет основополагающее значение для разработки действенной вакцины против вируса, вызывающего заболевание COVID-19, и других подобных вирусов.

Усилиями МАГАТЭ и ФАО создана платформа, которая способствует получению и упрощению доступа к технологии секвенирования ДНК для лабораторий по всему миру в целях получения более полного представления о локально встречающихся или интродуцированных патогенах. К настоящему времени лабораториями-партнерами в МАГАТЭ представлено более 3000 материалов, а в рецензируемых журналах опубликованы 24 публикации, касающиеся методов секвенирования ДНК различных вирусов, в том числе коронавирусов.

«Недавнее обнаружение вируса на датских фермах по разведению норок подчеркивает важность постоянного мониторинга и эпидемиологического надзора на стыке животного мира и человеческого общества, а также необходимость того, чтобы ученые и лаборатории по всему миру располагали соответствующими средствами диагностики и наблюдения, которые должны применяться для раннего и быстрого обнаружения и характеризации патогенов, мониторинга их эволюции и получения образцов новых патогенов по мере их возникновения и изменения», — говорит Геррит Вильюн, начальник Секции животноводства и ветеринарии Совместной программы ФАО/МАГАТЭ по ядерным методам в продовольственной и сельскохозяйственной областях.

Изменение вируса COVID-19 после попадания в организм норки

«Проблема в том, что мы пока еще не знаем, какие изменения этот вирус претерпевает у норок, — говорит г-н Вильюн. — Сейчас можно отметить, что несмотря на генетические изменения, вызванные передачей от человека к норке и обратно, штамм вируса стал лишь немного менее чувствителен к нейтрализующим антителам человека, однако эта ситуация может поменяться. Если вирус, приспосабливаясь к разным хозяевам, меняет свою структуру, то при обратном заражении человека он может оказаться более патогенным и летальным». Это может поставить под вопрос эффективность будущих вакцин.

Как сообщает Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), начиная с июня 2020 года в Дании было выявлено 214 случаев инфекции COVID-19 у людей, которая была вызвана вариантами вируса, имеющими связь с разводимыми в искусственных условиях норками. Сообщалось об аналогичных случаях инфицирования в норководческих хозяйствах в Испании, Швеции, Италии и Нидерландах. Выявленный в Дании вирус характеризуется ранее не встречавшейся комбинацией генетических мутаций. На данный момент пока не ясно, представляет ли этот новый штамм более серьезную опасность для человека, однако этот вирус обладает пониженной чувствительностью к антителам, способным нейтрализовать вирусную инфекцию.

Норка — это первый вид животных, которые, как было установлено, могут заразиться от людей, и наоборот — но они могут быть и не единственными. МАГАТЭ, которое уже оказало помощь более 120 странам, передавая соответствующие знания и оборудование для обнаружения вируса, вызывающего COVID-19, на протяжении десятилетий поддерживает ветеринарные лаборатории в развивающихся странах в области применения серологических и молекулярных методов обнаружения, а также генетического секвенирования и характеризации вирусов, в том числе коронавирусов, как у животных, так и у людей (см. раздел «Коронавирусы в 21-м веке»).

Для изучения ситуации, связанной с инфицированием норок и ухаживающих за ними работников животноводческих ферм в Дании, сейчас используются методы, основанные на изысканиях в ядерной области, в частности ОТ-ПЦР.

Инициатива ЗОДИАК

ЗОДИАК («Комплексные действия по борьбе с зоонозными заболеваниями») — это новая инициатива МАГАТЭ, которая нацелена на предотвращение и сдерживание будущих вспышек болезней, распространяющихся от животных к человеку; и она позволит расширить и модернизировать сеть ВЕТЛАБ, на основе которой ветеринарные лаборатории могут обмениваться информацией, распространять передовые наработки и оказывать друг другу поддержку. Она будет помогать национальным лабораториям в сфере мониторинга, эпидемиологического надзора, раннего выявления и борьбы с болезнями животных и такими зоонозными заболеваниями, как COVID-19, лихорадка Эбола, птичий грипп и лихорадка Зика. Каждый год зоонозные заболевания уносят жизни около 2,7 миллиона человек.

COVID-19 virus modified by mink

“The problem is that we do not, yet, know how the virus is being modified in mink,” Viljoen said. “Right now, despite the genetic changes crossed by the transmission to and from mink, the virus strain has only become slightly less sensitive to human neutralizing antibodies, but this could change. If the virus changes its structure while adapting to multiple hosts, it can become highly pathogenic and more fatal to people once it comes back to humans.” This could pose a risk to the efficacy of future vaccines.

Since June 2020, 214 human cases of COVID-19 have been identified in Denmark with virus variants associated with farmed mink, according to the World Health Organization (WHO). Similar infections were reported from mink farms in Spain, Sweden, Italy and the Netherlands. The virus identified in Denmark had a combination of genetic mutations that had not previously been observed. It is not clear at this point whether this new strain is more dangerous for humans, but the virus has shown decreased sensitivity to antibodies able to neutralize virus infectivity.

Mink are the first animal species identified that can be infected by people and vice versa – but they may not be the only ones. The IAEA, which has already assisted over 120 countries by transferring knowledge and equipment to detect the virus that causes COVID-19, has for decades been supporting veterinary laboratories in developing countries in serological and molecular detection techniques, as well as in the genetic sequencing and characterization of viruses, including coronaviruses in both animals and people (see Coronaviruses in the 21st century).

Nuclear-derived tools, such as RT-PCR, are being utilized in the situation surrounding mink and the farmers tending to mink in Denmark.

The ZODIAC initiative

ZODIAC (Zoonotic Disease Integrated Action), a new IAEA initiative aimed at preventing and controlling future outbreaks of diseases that spread from animals to humans, will expand and upgrade the VETLAB network, through which veterinary labs exchange information, share best practices and support each other. It will help national laboratories in monitoring, surveillance, early detection and control of animal and zoonotic diseases, such as COVID-19, Ebola, avian influenza and Zika. Zoonotic diseases kill around 2.7 million people every year.