Когда по климату исчезает вирус гриппа

Станет ли COVID-19 сезонной инфекцией?

Неинфекционные болезни вызывают все остальные причины : от генетических проблем до травм — они не заразны. Такие болезни могут быть массовыми, но от сезона они строго не зависят. Например, от сердечно-сосудистых болезней ежегодно умирает 17,9 миллионов человек, но ярко выраженных пиков в тот или иной сезон у них нет.

На что влияет погода

Инфекционные болезни можно сравнивать друг с другом по трем параметрам, которые зависят от погоды:

Живучесть возбудителя. Возбудитель холеры — холерный вибрион — способен месяцами выживать в застойной воде, а вирусные частицы гриппа, попав, например, на банкноты, сохраняют заразность только от одного до трех дней. Хотя после этого срока вирусные частицы с банкнот никуда не пропадают, за это время у них приходит в негодность капсид (вирусная оболочка), и вирус заразить никого не может.

Климатические факторы: температура, влажность, количество солнечного света, и не климатические — рН и соленость воды — могут как продлевать жизнь возбудителей, так и ускорять их гибель. Например, на стабильность вируса гриппа влияет температура и влажность воздуха. В странах с умеренным климатом вирус лучше всего выживает зимой, а к весне сдает позиции. В тропическом климате сезонность вспышек гриппа не прослеживается.

На выживаемость холерного вибриона в воде влияет и ее рН, и соленость. Лучше всего бактерия чувствует себя при щелочном рН 8,5 и солености в 15 процентов. Если вода становится кислее и менее соленой — например, из-за жизнедеятельности какой-нибудь водоросли или проливных дождей — вибрион быстрее погибает, и шансов заразить кого-нибудь у него меньше.

Контагиозность, то есть заразность. Оценивая скорость распространения болезни, эпидемиологи используют метрику R₀ — это среднее количество людей, которые могут подхватить болезнь от одного больного человека. Корь, например, очень заразна: один больной заражает от 12 до 18 человек. Грипп в десять раз слабее, его R₀ — 1,4-1,6 .

Елена Бурцева, заведующая лабораторией этиологии и эпидемиологии гриппа Института вирусологии НИЦЭМ имени Гамалеи, отметила в разговоре с N+1, что подъем заболеваемости многими ОРВИ тоже связан сугубо с социальными факторами: заканчивается период отпусков, дети возвращаются в школы. Именно поэтому рост заболеваемости ОРВИ из года в год регистрируется с середины сентября до начала октября.

Второй человеческий фактор, который теоретически может влиять на вспышки болезни — особенности иммунной системы человека, зависящие от времени года. Скажем, с наступлением холодов мы проводим все меньше времени на улице и носим одежду, закрывающую тело. В результате на кожу попадает меньше ультрафиолета, и в организме уменьшается синтез витамина D, играющего важную роль в защите от бактериальных и вирусных инфекций. (Впрочем, есть эмпирические данные, что люди, которые принимают этот витамин в таблетках, болеют гриппом ничуть не реже тех, кто витамины не пьет).

Способ передачи — часть болезней передается прямо, а часть косвенно. Напрямую от источника передаются грипп и ОРВИ, которые распространяется от больного человека к здоровому.

Пандемия коронавирусной болезни (COVID-19) в некоторых своих проявлениях очень похожа на известные нам респираторные болезни, так что многие исследователи используют модели вспышек ОРВИ или гриппа для прогнозирования вспышек COVID-19.

Коронавирусная болезнь пришла к нам зимой. Прежде чем задаться вопросом о том, стоит ли теперь ждать ее окончания летом и возможного возвращения через полгода, имеет смысл разобраться с факторами, которые превращают привычные нам грипп и ОРВИ в сезонные болезни.

Почему зимой

Это удалось показать в лабораторном эксперименте на морских свинках. Четыре инфицированных гриппом и четырех здоровых свинки содержали в камерах, где меняли температуру и влажность: скорость передачи вируса увеличивалась по мере их снижения. Лучше всего вирус передавался при температуре 5 градусов, чем при 20 градусах и 30 градусах. При пяти градусах тепла частота передачи составляла 100 процентов при относительной влажности - 20 процентов и 35 процентов, 75 процентов — при относительной влажности в 65 процентов, но только 25 процентов — при относительной влажности 50 процентов, и 0 процентов — при относительной влажности 80 процентов.

Через несколько лет другие авторы проанализировали эти же данные, и скорректировали выводы. Они решили оценить влияние абсолютной влажности, а не относительной. После пересчета и новых экспериментов оригинальный вывод подтвердился, но с тем отличием, что передача вируса в большей степени зависит от влажности, чем температуры.

В первом исследовании оценивалось влияние на передачу вирусных частиц только относительной влажности — этот параметр отражает долю водяного пара по отношению к его максимуму при конкретной температуре. При этом при 20 градусах этот максимум выше, чем при 5 градусах.

Есть здесь и второй фактор, чисто человеческий. Когда люди дышат сухим воздухом, в носу высыхает слизь, увлажняющая дыхательные пути и физически задерживающая все твердые, в том числе вирусные, частицы. Свойства слизи связаны с особыми полимерными макромолекулами — муцинами, которые не только придают слизи вязкость, но и играют важную роль в иммунном ответе. Они образуют особый каркас , позволяющий оптимально организовать в пространстве защитные белки, которые выделяют эпителиальные клетки слизистых. Например — гликопротеин лактоферрин, который может обезвреживать многие вирусы, включая вирус гриппа.

Сухой нос приводит сразу к нескольким проблемам. Во-первых, лишенный влаги эпителий легче повреждается, так что вирусным частицам проще проникнуть в клетки. Во-вторых, нарушается пространственная организация муцина, лактоферрин и родственные ему белки утрачивают защитные свойства, и сопротивляемость организма вирусу снижается.

Помимо влажности, есть еще один важный фактор, из-за которого вероятность вспышки гриппа или ОРВИ зимой выше, чем летом — поведение людей. В пользу этого говорят данные о распространении гриппа в школах. Осенью и зимой, когда ученики проводят много времени в классе, активно общаясь друг с другом, вспышки гриппа и ОРВИ происходят чаще, чем летом, когда ученики не посещают школу и меньше общаются друг с другом. Чем больше восприимчивых к вирусу людей собирается в одном месте, тем быстрее и эффективнее распространяется болезнь.

Ежегодное совпадение

Выглядит это так. В начале эпидемии — то есть осенью — у большинства людей нет иммунитета к вирусной болезни, поэтому каждый больной заражает более одного человека (R₀>1).

Затем начинает расти доля невосприимчивых к вирусу людей — потому что у переболевших возникает иммунитет (или, например, применяется вакцина). Люди заражаются все реже, и через некоторое время эпидемия достигает пика (R₀=1).

С приходом весны, вдобавок, увлажняется воздух — так что условия для распространения вирусных частиц перестают быть оптимальными: защитный барьер из слизи у большинства людей восстанавливается, число уязвимых людей падает еще сильнее — и эпидемия гаснет (R₀

Ярче всего динамика сезонной эпидемии гриппа в России проявилась в сезон 2015-2016 года: началась в ноябре, пик пришелся на декабрь. С середины января эпидемия пошла на спад

Карпова Л. и др. / Ситуация по гриппу в мире и России в сезон 2016-2017 годов / Эпидемиология и вакцинопрофилактика / CC BY 4.0

Поделиться сообщением в

Внешние ссылки откроются в отдельном окне

Сезонная эпидемия гриппа разражается каждый год, но до недавнего времени никто не знал, почему это происходит. Как выяснил корреспондет BBC Future, причина кроется в том, как именно вирус передается от одного человека другому.

Каждый год происходит одно и то же: на улице холодает, ночи становятся длиннее, а мы начинаем чихать.

Если повезет, то можно отделаться банальной простудой — ощущение такое, будто в горле застряла терка, но в принципе заболевание не опасно. Если же не повезет, то на неделю, а то и дольше, мы будем мучиться от высокой температуры и ломоты в конечностях.

Учитывая количество людей, ежегодно заболевающих сезонным гриппом, трудно поверить в то, что еще совсем недавно ученые имели весьма слабое представление о том, почему холодная погода способствует распространению вируса.

Лишь в последние 5 лет им удалось найти ответ на этот вопрос и, возможно, способ остановить распространение инфекции.

Все дело в особенностях переноса вируса воздушно-капельным путем.

Помнить о профилактике

Каждый год в зимний сезон по всему миру гриппом заболевают до 5 миллионов человек, а около 250 тысяч человек от него умирают.

Частично опасность вируса заключается в том, что он очень быстро мутирует — переболев штаммом одного сезона, человеческий организм, как правило, оказывается неподготовленным к штамму следующего года.

“Антитела, выработанные против прошлогоднего штамма, не опознают мутировавший вирус, и иммунитет оказывается утраченным”, - говорит Джейн Мец из Бристольского университета.

По этой же причине трудно разрабатывать эффективные вакцины против гриппа, и хотя для каждого нового штамма, в конечном счете, такая вакцина создается, призывы медиков к массовой вакцинации населения, как правило, заканчиваются ничем.

Антитела, выработанные против прошлогоднего штамма, не опознают мутировавший вирус, и иммунитет будет утрачен

Ученые рассчитывают на то, что понимание причин распространения гриппа в зимний период и падения заболеваемости летом поможет выработать простые и действенные меры профилактики.

Существовавшие до недавних пор объяснения этому явлению сводились к поведению людей. Зимой мы больше времени проводим в помещении - а значит, в более тесном контакте с другими людьми, которые могут являться переносчиками вируса.

Мы также чаще пользуемся общественным транспортом, в котором нас окружают чихающие и кашляющие пассажиры. В результате, заключали ученые, риск эпидемии гриппа зимой увеличивается.

Еще одно распространенное раньше объяснение касалось человеческой физиологии: в холодную погоду защита организма от инфекции снижается.

Короткими зимними днями нам не хватает солнечного света, и в организме снижаются запасы витамина D, помогающего укреплять иммунную систему. Таким образом, мы становимся более уязвимыми для инфекции.

Кроме того, когда мы вдыхаем холодный воздух, кровеносные сосуды в носу сужаются, чтобы предотвратить потерю тепла. Это, в свою очередь, мешает белым кровяным тельцам (“солдатам”, которые сражаются с микробами) добираться до слизистой носа и уничтожать вдыхаемые нами вирусы.

В результате последние беспрепятственно проникают в организм. (Не исключено, что по этой же причине можно простудиться, выйдя в холодный день на улицу с мокрой головой).

Хотя вышеперечисленные факторы и играют определенную роль в распространении вируса гриппа, сами по себе они не до конца объясняют ежегодные эпидемии заболевания.

Разгадка, возможно, кроется в воздухе, которым мы дышим.

Секрет влажного воздуха

Согласно законам термодинамики, относительная влажность холодного воздуха ниже, чем теплого. То есть, при достижении точки росы, при которой водяной пар выпадает в виде осадков, содержание этого пара в холодном воздухе будет меньше, чем в теплом.

Эпидемия вируса практически всегда возникает после падения относительной влажности воздуха

Поэтому в холодное время года на улице может идти дождь или снег, но сам по себе воздух при этом будет суше, чем в теплый период.

В то же время, ряд исследований, проведенных в последние годы, подтверждает, что в сухом воздухе вирус гриппа чувствует себя лучше, чем во влажном.

В рамках одного из этих исследований ученые наблюдали в лабораторных условиях за распространением гриппа у морских свинок.

В более влажном воздухе эпидемия с трудом набирала ход, в то время как в более сухих условиях вирус распространялся молниеносно.

Сравнивая результаты наблюдений за климатическими изменениями, собранные за 30-летний период, со статистикой заболеваемости гриппом, группа исследователей под руководством Джеффри Шеймана из Колумбийского университета обнаружила, что эпидемия вируса практически всегда возникает после падения относительной влажности воздуха.

Два графика, отражавшие зависимость быстроты распространения вируса от степени влажности воздуха совпадали настолько, что “один можно было практически наложить на другой”, - говорит Мец, которая вместе с коллегой Адамом Финном недавно написала статью об этих исследованиях для периодического научного издания Британской ассоциации инфекционистов, Journal of Infection.

Открытие связи между влажностью воздуха и заболеваемостью гриппом неоднократно подтверждалось экспериментально, в том числе на основе анализа пандемии свиного гриппа, разразившейся в 2009 г.

Зимой мы вдыхаем вместе с воздухом “коктейль” из мертвых клеток, слизи и вирусов

Вывод, к которому пришли ученые, может показаться нелогичным: принято считать, что риск заболеть выше как раз во влажной среде.

Чтобы понять, почему в случае с гриппом это не так, необходимо посмотреть на то, что происходит, когда мы кашляем и чихаем.

Из носа и рта вырывается тонкая взвесь капель. При попадании во влажный воздух они остаются довольно крупными, и оседают на полу.

А вот в сухом воздухе эти капли распадаются на более мелкие частицы — настолько мелкие, что они могут оставаться в “подвешенном” состоянии несколько часов или даже дней.

В результате зимой мы вдыхаем вместе с воздухом “коктейль” из мертвых клеток, слизи и вирусов, оставленный любым, кто недавно чихал или кашлял в помещении.

Кроме того, водяной пар в воздухе, по всей видимости, вреден для вируса гриппа.

Возможно, влажный воздух каким-то образом изменяет кислотность или содержание солей в слизи, в которой находятся микробы, деформируя их внешнюю оболочку.

В результате вирус теряет оружие, помогающее ему атаковать человеческие клетки.

В сухом же воздухе вирусы могут оставаться активными в течение нескольких часов, пока их кто-нибудь не вдохнет или не проглотит, после чего они смогут проникнуть в клетки носоглотки.

Весь арсенал

Из этого общего правила есть несколько исключений.

Хотя воздух в салоне самолета, как правило, довольно сух, риск заболеть гриппом на борту не выше, чем на земле — возможно, потому что система кондиционирования удаляет вирусы из салона, прежде чем они успеют распространиться.

Кроме того, хотя сухой воздух, по-видимому, способствует распространению гриппа в умеренном климате Европы и Северной Америки, есть предположение, что в тропиках вирус ведет себя по-другому.

Во влажном воздухе выживаемость вирусов гриппа снижается, а плесень чувствует себя вполне комфортно

Спасет ли от гриппа маска?

В общественных местах нас со всех сторон окружает взвесь из выделений, попадающих в воздух, когда кто-нибудь чихает или кашляет.

Марлевая маска — распространенный способ профилактики вирусных заболеваний. Насколько она эффективна?

Австралийские ученые наблюдали семьи людей, которые обращались к врачу с симптомами гриппа. Те, кто в присутствии заболевшего носили маски, заражались на 80% реже, чем пренебрегавшие ими.

Но маска эффективна лишь в сочетании с регулярным мытьем рук и соблюдением правил личной гигиены в целом. Полагаться лишь на маску все равно, что запирать окна, но оставлять входную дверь открытой настежь.

Одно из возможных объяснений гласит, что в теплых и влажных условиях тропического климата вирус гриппа может более активно оседать на поверхностях в помещении.

Таким образом, хотя во влажном воздухе вирусы выживают не очень хорошо, им вольготно живется на всем, к чему вы можете прикасаться, — а это увеличивает вероятность их попадания с рук в рот.

В Северном же полушарии открытие ученых, возможно, приведет к разработке простой методики борьбы с вирусом гриппа, пока тот еще находится в воздухе.

Тайлер Кеп из Клиники Мейо в городе Рочестер, штат Миннесота, подсчитал, что если на один час включить увлажнитель воздуха в школе, погибнет около 30% всех содержащихся в воздухе вирусов.

Подобные меры можно применять и в других общественных местах, например, в приемных покоях больниц и на транспорте.

“Этот метод способен предотвратить крупные вспышки заболеваемости гриппом, происходящие раз в несколько лет после мутации вируса, - говорит Кеп. - Экономия на стоимости рабочих и учебных дней, пропущенных по болезни, а также стоимости лечения, оказалась бы весомой”.

Сейчас Шейман проводит ряд дополнительных экспериментов с увлажнением воздуха, однако, по его мнению, не все так просто.

“Хотя в более влажном воздухе выживаемость вирусов гриппа снижается, существуют другие болезнетворные микроорганизмы, например, плесень, которые в условиях высокой влажности чувствуют себя вполне комфортно. Поэтому не стоит переоценивать увлажнение воздуха — у него есть и минусы”, - предупреждает Шейман.

Ученые подчеркивают, что вакцинация и личная гигиена по-прежнему остаются наилучшими способами профилактики гриппа.

Увлажнение воздуха — лишь один из дополнительных методов борьбы с его распространением.

Но когда имеешь дело с таким опасным и всепроникающим врагом, как вирус гриппа, имеет смысл использовать весь арсенал доступных средств.

Китайские ученые из Университета Сунь Ятсена (Чжуншань) выяснили, что оптимальная температура для распространения COVID-19 находится в пределах от 5 °C до 8,72 °C , а влажность — от 35% до 50%. Когда столбик термометра достигает отметки 8,72 °C, активность коронавируса идет на спад, а при 30 °C полностью исчезает.

Между тем в ВОЗ заявляют, что нет причин считать, что COVID-19 может по-разному проявляться в различных климатических условиях. Об этом сказала на пресс-конференции глава подразделения экстренных заболеваний ВОЗ Мария Ван Керкхове, приведя в пример распространение коронавируса в Мексике. Представитель Всемирной организации здравоохранения в России Мелита Вуйнович также заявила, что отсутствие передачи COVID-19 в районах с жарким и влажным климатом является одним из самых распространенных мифов. В Роспотребнадзоре также придерживаются позиции, что новый коронавирус может распространяться в любых регионах вне зависимости от погодных и климатических условий, в том числе и в районах с жарким влажным климатом.

Снижает ли активность коронавируса теплая погода?

Коронавирус SARS-CoV-2 еще недостаточно изучен, поэтому среди вирусологов наблюдается разброс мнений о том, сможет ли наступление лета остановить пандемию. Одни считают, что COVID-19 — это респираторное заболевание, которое похоже на грипп, а сам возбудитель родственен коронавирусам, которые вызывают ОРВИ. В странах с умеренным климатом эпидемии гриппа и ОРВИ имеют сезонный характер, так как вирусы легче распространяются в условиях сухого зимнего воздуха, а высокая влажность и тепло снижают их способность заражать и распространяться. В соответствии с этой точкой зрения, летом угроза COVID-19 снизится, будет минимальной или даже сойдет на нет.

Другие ученые полагают, что SARS-CoV-2 является представителем совершенно другой группы. Он более стабилен в условиях внешней среды и дольше выживает на поверхностях, чем грипп. К тому же некоторые коронавирусы, которые в прошлом стали причинами эпидемий, не слишком боялись теплого воздуха.

Кто из ученых считает, что теплая погода снизит активность коронавируса?

Исследователи из немецкого института Роберта Коха одними из первых высказали гипотезу о том, что SARS-CoV-2 хорошо распространяется в прохладную погоду, поэтому теплая погода может остановить процесс его распространения. Их коллега, немецкий вирусолог Томас Пьешман, объясняет это тем, что коронавирус окружен липидным слоем, который не является термостойким. В свою очередь, например, норовирус более стабилен, так как состоит в основном из белков и генетического материала.

Аналогичное мнение ранее высказал на пресс-конференции начальник центра инфекционных болезней ЦКБ Управления делами Президента Российской Федерации Георгий Сапронов. По его словам, коронавирус не зависит от погоды напрямую. При этом SARS-CoV-2 распространяется воздушно-капельным путем, поэтому инфекцию можно частично отнести к категории сезонных заболеваний. Таким образом, активность коронавируса должна существенно снизиться, когда начнет пригревать весеннее солнце.

О том, что новый коронавирус, вероятно, станет сезонным, заявил на пресс-конференции 23 марта главный эпидемиолог Минздрава России Николай Брико. По его мнению, активность COVID-19 должна снизиться с приходом весеннего тепла ориентировочно в апреле-мае 2020 года.

Группа швейцарских и шведских микробиологов также предположила, что распространение COVID-19 может пойти на спад с приходом весны в Северном полушарии. Однако выводы ученых нельзя назвать оптимистичными. Проанализировав поведение других коронавирусов, они разработали модель, которая показывает, что весной и летом 2020 года COVID-19 не будет побежден полностью и новая вспышка начнется уже грядущей зимой.

Почему некоторые ученые считают, что тепло не остановит COVID-19?

Многие ученые считают одним из родственников SARS-CoV-2 возбудителя ближневосточного респираторного синдрома (MERS). Дэвид Хейманн из Лондонской школы гигиены и тропической медицины отмечает, что этот вирус не удалось полностью остановить и периодически регистрируются новые случаи, в которых не наблюдается никакой сезонности. В интервью изданию New Scientist он отмечал, что MERS определенно способен к распространению при высокой температуре.

Эпидемиолог Марк Липшиц из Гарварда также приводит в пример MERS, вспышка которого началась в сентябре 2012 года в Саудовской Аравии, когда погода там была весьма жаркой.

Заведующий сектором молекулярной эволюции института проблем передачи информации РАН Георгий Базыкин также напоминает, что предыдущие похожие заболевания не боялись тепла. Выступая на круглом столе, он напомнил, что атипичная пневмония (SARS) была летом. При этом Базыкин считает, что вспышку заболеваемости коронавирусом лучше сдвинуть ближе к лету, чтобы она не пересеклась с волной сезонного гриппа и на врачей не легла двойная нагрузка.

Еще один российский ученый также раскритиковал гипотезу о том, что новый коронавирус начнет уходить при повышении температуры воздуха. Руководитель Лаборатории анализа и прогнозирования общественного здоровья Института народнохозяйственного прогнозирования РАН, доктор медицинских наук Борис Ревич, отметил, что вспышка COVID-19 началась в Ухане, где средняя температура декабря-января составляет +10 градусов. Поэтому не стоит ожидать, что потепление спасет от распространения инфекции, заявил эксперт в интервью РИА Новости.

Сезонная эпидемия гриппа разражается каждый год, но до недавнего времени никто не знал, почему это происходит. Как выяснил корреспондент BBC Future, причина кроется в том, как именно вирус передается от одного человека другому.

Каждый год происходит одно и то же: на улице холодает, ночи становятся длиннее, а мы начинаем чихать.

Все дело в особенностях переноса вируса воздушно-капельным путем.

Помнить о профилактике

Каждый год в зимний сезон по всему миру гриппом заболевают до 5 миллионов человек, а около 250 тысяч человек от него умирают.

Существовавшие до недавних пор объяснения этому явлению сводились к поведению людей. Зимой мы больше времени проводим в помещении — а значит, в более тесном контакте с другими людьми, которые могут являться переносчиками вируса.

Разгадка, возможно, кроется в воздухе, которым мы дышим.

Секрет влажного воздуха

Согласно законам термодинамики, относительная влажность холодного воздуха ниже, чем теплого. То есть, при достижении точки росы, при которой водяной пар выпадает в виде осадков, содержание этого пара в холодном воздухе будет меньше, чем в теплом.

Кроме того, водяной пар в воздухе, по всей видимости, вреден для вируса гриппа.

В результате вирус теряет оружие, помогающее ему атаковать человеческие клетки.

Весь арсенал

Из этого общего правила есть несколько исключений.

Увлажнение воздуха — лишь один из дополнительных методов борьбы с его распространением.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Читайте также: