Вирус, который сломал планету. Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать

Но тотальное поражение легких не единственная причина тяжелого течения и смерти от COVID-19. У многих больных, попадающих в реанимацию, отказывают и другие органы — от почек до сердца. Одна из главных причин поломок — гиперреакция иммунной системы, в том числе переходящая в так называемый цитокиновый шторм. Этим термином называют неконтролируемый выброс иммунными клетками особых молекул — цитокинов, химических посланий, при помощи которых клетки обмениваются друг с другом сигналами и приказами^{28}. Когда в организме распространяется патоген, смысл таких посланий сводится к нескольким основным вещам: активировать и позвать к месту атаки новые иммунные клетки и запустить реакцию воспаления, чтобы облегчить им доступ. Вновь прибывшие клетки также выделяют цитокины, призывая все новых и новых бойцов (их называют Т-киллеры или цитотоксические Т-лимфоциты), которые приходят, убивают зараженные клетки и тоже выделяют провоспалительные цитокины. В норме реакция воспаления ограничена во времени: когда большая часть врагов (в данном случае — инфицированных клеток) уничтожена, армия складывает оружие и уходит. Но в некоторых случаях из-за наплыва иммунных клеток в отлаженных механизмах происходит сбой: привлекаемые провоспалительными цитокинами цитотоксические Т-лимфоциты и другие иммунные клетки вместо того, чтобы уйти, все прибывают и прибывают на место атаки и при этом тоже выделяют химические сигналы, стимулирующие воспаление. Ткани, находящиеся в состоянии постоянного воспаления, не могут нормально работать, плюс ненормальный паттерн цитокинов может запускать «самоубийство» (апоптоз) клеток[127],[128]. Вследствие глобального сбоя в коммуникации и работе иммунных клеток патологическая реакция иммунной системы повреждает сосуды. При обычном воспалении они расширяются, а выстилающие их клетки — эндотелиоциты — немного раздвигаются, чтобы бойцам иммунной системы было проще добираться до места атаки. Цитокиновый шторм сопровождается нарастающим воспалением, из-за чего сосуды постоянно расширены, а давление снижено. В результате все органы систематически недополучают кислород (грубо говоря, кровь не добивает туда). Если это продолжается достаточно долго, органы выходят из строя, особенно если с какими-то из них и так есть проблемы. Дополнительно поломкам способствуют все те же медиаторы воспаления, влияющие на работу митохондрий — клеточных органелл, которые, собственно, отвечают за использование кислорода. Другими словами, при цитокиновом шторме самые разные части тела начинают страдать от гипоксии. Кроме того, сверхконцентрированный коктейль из разных медиаторов воспаления сводит с ума иммунные клетки, и они начинают повреждать все подряд, в том числе эндотелиоциты. Пытаясь предотвратить неизбежное в таких случаях кровотечение, запускаются механизмы свертывания крови. Итог — многочисленные микротромбы, ухудшающие и без того плохую циркуляцию крови. Впрочем, окончательно механизмы, которые усиливают свертываемость крови и провоцируют образование тромбов при COVID-19, сегодня не ясны, но похоже, что предсуществующие нарушения в работе сосудов у пациентов из групп риска могут определять повышенную вероятность тяжелого течения COVID-19[129].

Игры с иммунитетом

Отказ легких, сверхмощная реакция иммунной системы вплоть до цитокинового шторма, гиперкоагуляция и тромбоз сосудов в различных органах — коронавирус убивает зараженных самыми разными способами. Вероятно, ученые хотя бы отчасти поняли, почему именно SARS-CoV-2 провоцирует настолько несбалансированный ответ иммунной системы. За миллионы лет совместной эволюции со сложными существами, у которых есть хитрая иммунная система, состоящая из многих участников, вирусы научились блокировать и обходить ее. Глобально клеточную защиту от вирусов можно разделить на две составляющие: так сказать, авангард и основные силы. Авангард — это система интерферонов, белков, которые быстро останавливают в зараженных клетках белковый синтез, соответственно, перестают производиться и белки вируса. Интерфероны действуют не только внутри зараженной клетки: они выделяются вовне и превентивно останавливают синтез белков в соседних клетках.

Основные силы призываются цитокинами: они стимулируют масштабную реакцию воспаления и привлекают главных убийц иммунной системы. Обнаружив внутри себя вирусы (обычно их выдают необычные двуцепочечные молекулы РНК, образующиеся при размножении вируса как побочный продукт), клетка первым делом запускает синтез интерферонов, конкретно интерферонов I и III. Эти белки сдерживают размножение вируса, давая основным силам время как следует подготовиться, например научиться вырабатывать максимально специфичные антитела. Если интерфероны не справляются, включаются гены, запускающие синтез других цитокинов, главным образом провоспалительных.