Что означает распространение омикрона для будущего пандемии?

Спойлер: мы придем в ту же точку, но путь может оказаться труднее, чем казалось раньше

Появление и быстрое распространение варианта коронавируса омикрон может сильно изменить развитие пандемии. Новый штамм может привести не только к очередной волне заражений в ближайшие месяцы, но и к долгосрочным последствиям — если он станет доминирующим, это может отодвинуть окончание эпидемии на продолжительный срок: ожидавшийся учеными переход от эпидемии к эндемическому этапу распространения вируса в ближайшие месяцы может не случиться. Однако такое развитие событий пока не выглядит предопределенным: для того, чтобы делать прогнозы, слишком мало данных, а будущее эпидемии зависит от деталей. Насколько омикрон заразнее дельты и заразнее ли вообще? Насколько эффективно он может преодолевать иммунитет, вызванный вакцинацией и заражением другими штаммами? Касается ли этот уход от иммунитета только заражений или омикрон эффективно преодолевает защиту от тяжелого течения болезни и смерти? Наконец, действительно ли заражение новым вариантом в среднем приводит к более легкому заболеванию?

Как и когда может закончиться эпидемия?

После почти двух лет пандемии практически сложился консенсус: полное избавление человеческой популяции от вируса крайне маловероятно. Это значит, что эпидемия должна смениться новым этапом, условно называемым «эндемическое заболевание».

Граница между двумя периодами пока выглядит размытой; вряд ли мы сможем точно зафиксировать момент перехода. Ясно лишь, что главное свойство следующего этапа будет заключаться в том, что вспышки заражений не будут столь мощными и смертоносными, как во время эпидемии.

Подробнее о теории такого перехода можно почитать в обзорных статьях двух групп американских эпидемиологов. Далее мы приведем краткий пересказ этих статей.

Почему коронавирус, вероятно, не получится полностью уничтожить?

Приобретенный иммунитет к разным вирусам имеет разную эффективность.

• Есть вирусы, заражение которыми (или вакцинация препаратами, имитирующими такое заражение) вырабатывает стерилизующий (то есть полностью препятствующий новому заражению) пожизненный иммунитет: например, это вирусы кори или Эбола. Можно сказать, что эффективность иммунитета в данных случаях равна единице или 100%.
• Для многих других вирусов эффективность иммунитета против нового заражения всегда меньше единицы и убывает со временем. Самые известные вирусы в этой группе — разные варианты вируса гриппа, а теперь и коронавирусы.
• Причины этих отличий в продолжительности и стойкости иммунитета до конца не ясны. Возможно, дело в разных способах распространения вирусов внутри организма хозяина. Против вирусов, у которых основным путем распространения являются кровь и лимфа, обычно вырабатывается стойкий иммунитет. А против вирусов, которые в основном заражают слизистую разных органов, стойкий иммунитет отсутствует. Вероятно, более эффективная защита против распространения инфекции с током крови и лимфы по сравнению с заражением слизистой выработалась у людей в процессе эволюции.
• Ясно, что коронавирус, вызвавший нынешнюю эпидемию, принадлежит ко второй группе. Такие вирусы могут быть полностью уничтожены в популяции только при сочетании двух обстоятельств: 1) вирус должен быть не очень заразным 2) общество должно предпринять усилия (например, ввести жесткие карантинные меры) для того, чтобы остановить цепочки заражений. Именно это сочетание позволило уничтожить коронавирус атипичной пневмонии SARS-1 в 2002-2004 годах. Был — причем несколько раз — уничтожен вирус ближневосточной атипичной пневмонии MERS, но он все время возвращается путем заноса из природного источника — от верблюдов.

С нынешним SARS-CoV-2 такое уничтожение, скорее всего, невозможно. Даже если все человечество так или иначе получит иммунитет к коронавирусу, его распространение продолжится — как за счет повторных (в случае с ранее переболевшими) и прорывных (в случае с вакцинированными) инфекций, так и за счет вновь родившихся детей, не имеющих специфического иммунитета.

Почему мы уверены, что сможем приспособиться к существованию с вирусом?

История показывает, что для респираторных вирусов такого типа главный магистральный путь эволюции системы «хозяин — патоген» — это обретение нового равновесия и приспособление к совместному существованию. Именно вирусы в таком равновесии называются «эндемическими». Переход по пути «смертельная эпидемия — эндемическое заболевание» за последние столетия прошли не только вирусы гриппа, но, вероятно, по крайней мере один коронавирус: в 2021 году было высказано предположение, что пандемия «русского гриппа» в 1890-е, унесшая жизни миллиона человек, на самом деле была вызвана не вирусом гриппа, а коронавирусом HCoV-OC43. В наше время этот коронавирус ответственен за 10-15% всех «обычных» простуд. Летальность HCoV-OC43 в XXI веке близка к нулю.

В основе этого перехода лежит тот факт, что приобретенный иммунитет уменьшает как риски заражения, так и риски тяжелого заболевания и смерти. Рано или поздно этого накопленного иммунитета будет достаточно, чтобы большая часть населения планеты могла не слишком беспокоиться о новых заболеваниях. Однако, если конечная цель перехода примерно ясна, путь к ней может быть очень разным.

Он зависит от разных деталей:

• От эволюции вируса и приобретаемых им новых свойств.
• От изменения доли людей, имеющих эффективный иммунитет к различным вариантам вируса.
• От восприятия эпидемии обществом.

Как переход может выглядеть для SARS-CoV-2?

Тут нам нужно знать все вышеозначенные детали. Осенью 2021 года казалось, что научное сообщество выяснило почти все необходимые для понимания подробности, связанные с заражением доминирующим по всей планете вариантом дельта.

Для понимания будущего развития эпидемии нужно знать:

• Степень заразности вируса (число R0). Это знание необходимо для того, чтобы предсказать высоту порога коллективного иммунитета: чем выше заразность вируса, тем больше должна быть доля имеющих иммунитет для того, чтобы прекратились мощные вспышки заражений. Если для «изначального» варианта вируса значение R0 оценивалось как 2,5-3, то для более заразного варианта дельта — в 6-7. Это соответствует порогу коллективного иммунитета (доле имеющих иммунитет в результате заражения или вакцинации) в 60-66% для «уханьского» варианта и 83-85% для дельты.
• Эффективность вакцин против новых заражений. Эффективность эта, естественно, не равна единице. Чем она ниже, тем больше должна быть доля имеющих иммунитет в популяции для того, чтобы достигнуть порога коллективного иммунитета и остановить мощные вспышки заражений. Против дельты она была несколько хуже, чем против изначального варианта вируса из Ухани и оценивалась как 0,63-0,8 для разных векторных и мРНК-вакцин. Выходит, что для варианта дельта доля имеющих иммунитет, необходимая для остановки эпидемии, может превышать 100%. Это значит, что вряд ли возможно полностью исключить новые вспышки заражений с помощью накопления достаточного числа имеющих иммунитет (при использовании существующих вакцин и при заражении предыдущими вариантами).
• Эффективность иммунитета (отдельно — вакцинного и «натурального») против тяжелого течения болезни. От численных выражений этих эффективностей зависит, насколько быстрым будет переход от вспышек с высокой смертностью и большой нагрузкой на больницы к вспышкам с низкой смертностью. Для варианта дельта все основные вакцины показали высокую эффективность в 0,9-0,97 (с учетом эффективности против заражений). Для иммунитета, полученного в результате заражений как самой дельтой, так и другими вариантами, достаточно надежных оценок эффективности против тяжелого заболевания нет, но она явна ниже, чем у прививок (в первые месяцы после полного курса вакцинации).
• Скорость убывания эффективности иммунитета как против заражения, так и против тяжелой болезни и смерти. От этого зависит, как долго будет работать подобие коллективного иммунитета. Точные значения тут пока неизвестны (для этого требуется наблюдать за вакцинированными и переболевшими много месяцев или даже лет). Ясно лишь, что эффективность со временем убывает. Возможно, у пожилых (по крайней мере у переболевших пожилых) она убывает быстрее, чем у других групп населения. И именно от эффективности иммунитета против тяжелого течения болезни у пожилых в огромной степени зависит летальность вируса и масштабы смертности после очередных вспышек заражений. При этом многократно показано, что новые дозы вакцины (бустеры) увеличивают эффективность иммунитета во всех возрастных группах.
• Пример некоторых стран Европы показывает, что общество и особенно власти пока что считают, что бремя новых вспышек (пусть и с умеренной смертностью) пока слишком велико, чтобы можно было спокойно сосуществовать с вирусом. Впрочем, во многих странах растет доля тех, кто устал от бесконечной борьбы с эпидемией и кампаний вакцинации и ревакцинации.

От конкретных сочетаний всех этих факторов зависит то, каким будет путь к новой эндемической фазе — и то, как будет выглядеть эта фаза.

Например, если иммунитет против тяжелого течения болезни выше после вакцинации, чем после заражения (а это, вероятно, так), то требуется вакцинировать как можно больше людей (особенно пожилых и представителей других групп риска) для того, чтобы ускорить переход.

Если эффективность иммунитета против тяжелых заболеваний убывает существенно медленнее, чем против новых и прорывных заражений, то это обещает относительно плавный переход во всех странах, где уже велика доля ранее переболевших и вакцинированных. В этом случае люди будут заражаться снова, повышая тем самым эффективность иммунитета, но при этом такие вспышки не будут сопровождаться высокой смертностью. Если же эффективность иммунитета против заражений и тяжелых заболеваний убывает равномерно, то каждая новая вспышка повторных заражений будет вызывать рост смертности. В этом случае единственным способом сгладить переход будут повторяющиеся кампании «бустеризации».

Если сохранится нынешняя возрастная структура смертности (чем старше люди, тем выше у них шансы умереть после заражения), то конечным этапом развития эпидемии будут периодически повторяющиеся вспышки заражений с легким течением у недавно родившихся детей (не имеющих иммунитета и не получивших прививку после рождения).

Однако нельзя утверждать, что структура смертности точно не изменится: повышенные риски тяжелого течения болезни не только у пожилых, но и у детей отмечаются как при заражении вирусом гриппа, так и при заражении некоторыми коронавирусами (например, вирусом MERS). Оценить вероятность такого изменения сложно: с одной стороны, вирус не испытывает давления естественного отбора по признаку увеличения или снижения тяжести заболевания. С другой, возможна эволюция вируса (то есть закрепление мутаций, изменяющих летальность) и без давления отбора — в результате случайных процессов. Если летальность среди детей вырастет, то потребуются специальные кампании вакцинации вскоре после рождения.

Что в этой картине меняет появление омикрона?

В целом — ничего: мир продолжит движение от эпидемии к эндемическому «сосуществованию». В частности же может поменяться очень многое: переход к эндемическому будущему может как радикально замедлиться, так и ускориться. Вполне вероятно, что бремя этого перехода (в виде новой волны высокой смертности и новых локдаунов) вырастет — хотя есть небольшой шанс, что оно если не сразу, то через несколько месяцев, наоборот, снизится.

Для того, чтобы дать сколько-нибудь адекватный прогноз, пока не хватает данных. Однако можно рассмотреть возможные сценарии развития эпидемии.

Вопрос 1. Сможет ли омикрон вытеснить дельту?

Короткий ответ. В ЮАР это уже произошло, в других странах доля омикрона тоже быстро растет. Но вытеснит ли омикрон дельту повсеместно, пока не ясно. Может быть, и нет.

Длинный ответ. Первые данные о распространении варианта омикрон в разных странах говорят в пользу вытеснения: эффективное число распространения вируса (Rt) в странах, по которым есть данные, значительно выше у омикрона, нежели у дельты. Но пока эти данные очень предварительные и неточные, поэтому они не позволяют строить долгосрочные прогнозы. Еще остается возможность, что другие варианты все-таки сохранятся по крайней мере в некоторых странах и регионах мира.

Пока данные, на основании которых можно говорить о преимуществе омикрона в скорости распространения над дельтой, ограничены фактически тремя странами: ЮАР, Великобританией и Данией.

• В ЮАРомикрон уже практически вытеснил вариант дельта, который доминировал в стране с лета — начала осени 2021 года. На данный момент подсчитано, что здесь омикрон распространялся в 3,89 раза быстрее. По ссылке можно увидеть регулярно обновляющиеся оценки этого параметра.

ЮАР - особый случай

Обсуждая данные из ЮАР, нужно учитывать, что в там в последние месяцы одновременно происходили два разнонаправленных процесса: быстрое снижение числа заражений дельтой и взрывной рост числа заражений омикроном в последние недели. Снижение числа инфекций дельтой говорит о том, что большая часть цепочек заражения, в которых передавался этот вариант, уже прервалась. В таких условиях очень сложно правильно оценить относительную успешность нового варианта по сравнению со старым — они, по-видимому, распространялись в очень разных, относительно изолированных популяциях, где условия передачи инфекции были разными. Следовательно, наблюдающаяся разница в скорости распостранения инфекции (возможный разброс — от 2,5 раз до 6 и более раз) может быть лишь отчасти связана с отличиями в свойствах самих вирусов.

Кроме того, нужно учитывать, что в ЮАР очень мала доля вакцинированных (29%), зато переболели, вероятно, почти все жители страны. В этом отношении Южная Африка похожа на страны Восточной Европы, в том числе на Россию. В странах с другой структурой иммунитета, вроде Португалии, Великобритании, Норвегии и т. д. варианты вируса могут вести себя совсем иначе.

• По данным из Дании, омикрон также имеет большое преимущество над дельтой. Его доля в стране стремительно выросла с нуля до более чем 3% от всех исследованных геномов и продолжает быстро расти. При этом в Дании полностью вакцинировано 77% граждан, а заражения дельтой в последние недели не падали, как в ЮАР, а быстро росли.
• В Великобритании доля омикрона также растет. Преимущество нового варианта в темпах роста там оценивается по данным ПЦР-тестов и составляет 2,7 раза по сравнению с дельтой.

Все доступные сейчас способы оценки имеют большие и неустранимые неопределенности, поэтому установить точно, какое преимущество омикрон имеет перед дельтой в любых странах и в любых обстоятельствах, нельзя. Ясно лишь, что в некоторых странах это преимущество настолько велико, что омикрон может стать там доминирующим вариантом. Судьба омикрона в других странах и обстоятельствах может зависеть от ответа на следующий вопрос.

Вопрос 2. Новый вариант действительно заразнее дельты или дело в уходе от иммунитета?

Короткий ответ. Это пока не известно, но уже сейчас можно сказать, что уход от иммунитета точно вносит важный вклад в распространение нового варианта.

Длинный ответ. Видимая по статистике заболеваний повышенная (относительно «дельты») способность «омикрона» распространяться в данный момент времени (то есть его высокий Rt) может объясняться как его повышенной заразностью (повышенным R0), так и способностью частично уходить от иммунитета. Какое из этих слагаемых вносит больший вклад в распространение инфекции, сейчас сказать невозможно.

При этом уже ясно, что омикрон до какой-то степени действительно способен уходить от иммунитета против заражения.

• Во-первых, о том, что риск реинфекции повышен примерно в два раза по сравнению с вариантом дельта, говорят результаты исследования, в котором сравнивались базы заражений в ЮАР до появления варианта омикрон и во время вспышки заражений им. Можно только добавить, что в ЮАР очень высока доля ранее переболевших коронавирусом.
• Во-вторых, об этом же говорят первые лабораторные исследования по нейтрализации вируса антителами переболевших и привитых. По этим лабораторным данным пока нельзя установить численно, какую прибавку к Rt дает варианту омикрон способноcть уходить от иммунитета, но уже ясно, что она может быть значительной.
• В-третьих, косвенные указания на высокую способность уходить от иммунитета дают и эпидемиологические модели: если бы все наблюдаемое преимущество в способности заражать людей (согласно приведенным выше оценкам, Rt омикрона может быть выше Rt дельты в 2,7 раза и больше) объяснялось только повышенной заразностью вируса, то его R0 был бы выше 16 (при консервативной оценке R0 дельты в 6). Это сравнимо с максимальными оценками заразности кори и других наиболее заразных вирусов. Такой R0 для коронавируса кажется невероятным.

Таким образом, по крайней мере какую-то часть повышенной скорости распространения омикрона в ЮАР обеспечивает уход от иммунитета. Но какую — неизвестно. Пока в оценках заразности варианта омикрон неопределенности огромны: вполне вероятен вариант, при котором он вообще не заразнее варианта дельта, а все его преимущество в скорости распространения обеспечивает уход от этого иммунитета.

Подробнее

Даже при минимальных изменениях значений разных неизвестных результат может быть радикально разным: так, если считать, что доля имеющих иммунитет в ЮАР равна 75%, то для объяснения наблюдаемого распространения омикрона безо всякой повышенной заразности требуется, чтобы эффективность иммунитета была снижена на 93%; но при относительно небольшом увеличении доли иммунных — до 90%, — тот же результат может быть получен, если омикрон снизит эффективность иммунитета лишь на 31%.

Для будущего развития эпидемии в разных странах два противоположных сценария — с высокой природной заразностью с одной стороны и с высокой способностью уходить от иммунитета с другой — могут иметь разные последствия. Так, если вариант омикрон не более заразен, чем вариант дельта, то в странах с небольшой долей имеющих иммунитет он может не иметь никакого преимущества. Если же он по-разному обходит вакцинный и натуральный иммунитет, то ситуация становится еще более запутанной.

Вопрос 3. Что у омикрона с летальностью?

Короткий ответ. Это пока не известно.

Длинный ответ. Пока об этом есть лишь отрывочные свидетельства из ЮАР. Согласно им, риск осложнений при заражении омикроном в среднем ниже, чем при заражении дельтой. Впрочем, переносить эти данные на другие страны трудно.

• Вспышка заражений омикроном началась в студенческом кампусе в провинции Гуатенг. Так что можно предположить, что среди тех, у кого болезнь развилась достаточно для того, чтобы судить о ее тяжести, преобладает молодежь.
• Другое объяснение — омикрон сейчас распространяется в основном среди тех, кто имеет ранее приобретенный иммунитет к коронавирусу (потому что в этом может заключаться его главное конкурентное преимущество). У таких людей, возможно, есть защита от тяжелого течения заболевания, а потому кажется, что летальность омикрона в принципе ниже. Если же омикроном будут массово заражаться те, кто не имеет иммунитета, то общая летальность вырастет по сравнению с той, что сейчас фиксируется в ЮАР.

Если же летальность омикрона действительно окажется ниже, чем у предыдущих вариантов, это дает надежду на далекое будущее. Когда вызванные новым вариантом волны заражений спадут, мы можем оказаться ближе к заветной цели — завершению перехода к эндемическому этапу.

Однако до этого момента ситуация может стать намного хуже просто за счет ухода от иммунитета и повышенной заразности.

• Если способность уходить от иммунитета у омикрона велика, то он может широко распространиться среди привитых и ранее переболевших. Это может привести к новым мощным вспышкам заражений. При этом остается надежда на то, что вакцины и иммунитет, полученный в результате заражений, будут защищать заразившихся от тяжелого течения болезни, что снизит летальность.
• Пока эти вспышки не закончатся, общая смертность может оказаться даже выше, чем после дельты — просто за счет масштаба заражений даже при меньшей летальности.

Почему общее число смертей во время мощной вспышки может быть высоким даже при низкой летальности (доли умерших от всех заразившихся) можно объяснить на таком примере:

Предположим, существует два варианта некого вируса, А и Б. Каждый человек, зараженный вариантом А, заражает в среднем двух человек, при этом умирает 0,8% от всех инфицированных. Каждый человек, зараженный вариантом Б, заражает вдвое больше людей, то есть четверых, при этом умирает в десять раз меньше — 0,08% от всех инфицированных. Если передача инфекции у обоих вариантов вируса происходит одинаково, в течение 5 дней после заражения (как сейчас оценивается у SARS-CoV-2), то за месяц должно пройти 6 циклов инфекций. Можно подсчитать, сколько смертей вызовет месячная вспышка заражений каждым из вариантов при условии, что в каждом случае изначально была 1000 зараженных. Для более летального, но менее заразного варианта А через месяц получится 1000 × 2⁶ × 0.008 = 512 смертей. Для менее летального, но более заразного варианта Б получится 1000 × 4⁶ × 0.0008 = 3277 смертей.

Дмитрий Кузнец