Один из путей передачи COVID-19 – вдыхание инфицированных SARS-CoV-2 аэрозолей. Такие аэрозоли зараженный человек выделяет при дыхании, кашле, во время разговора и пения.
Диаметр содержащих SARS-CoV-2 аэрозольных частиц – менее 5 мкм. Такие частицы опасны, поскольку они могут долго оставаться в воздухе и сохранять заразность. Ряд исследований на приматах показал, что под воздействием аэрозолей с аэродинамическим диаметром менее 5 мкм, содержащих SARS-CoV-2, у приматов развивается болезнь, подобная COVID-19 у людей. Этот факт подтверждает, что коронавирус может передаваться через аэрозоли, выделяемые из дыхательных путей.
Ученые Национального центра анализа биозащиты и противодействия в США исследовали, как связана заражающая доза с симптомами COVID-19. Ученые использовали аэрозоли с мелкими частицами, содержащими SARS-CoV-2, с аэродинамическим диаметром менее 5 мкм – как раз такие выделяются при дыхании или разговоре. Исследование проводили на макаках.
Выработка антител: больше заражающая доза – сильнее сероконверсия
К концу 21-дневного периода наблюдения у 10 из 16 макак выработались антитела. Уровень антител зависел от заражающей дозы (рис. 1). Нейтрализующие антитела присутствовали у всех животных с сероконверсией. Пиковые титры были в диапазоне от 80 до 640. Пиковые нейтрализующие титры не коррелировали с заражающей дозой. Не было сильной связи между заражающей дозой и временем до выработки антител.
Рисунок 1. Соотношение доза-реакция для лихорадки и сероконверсии
Источник изображения: https://journals.plos.org/plospathogens/article/figure?id=10.1371/journal.ppat.1009865.g001
Какая температура при COVID-19 – зависит от заражающей дозы
У 5 из 16 макак наблюдалось периодическое повышение температуры тела более чем на 1 °C по сравнению с исходным уровнем в течение более 2 часов. Наличие лихорадки зависело от заражающей дозы (рис. 1).
Среднее время до появления лихорадки составило 34 часа (диапазон от 18 до 41 часа). Типичные температурные профили для двух животных, у обоих из которых произошла сероконверсия, но только у одного поднялась температура, показаны на рисунке 2.
Наибольшая продолжительность непрерывной лихорадки – от 2,5 до 13 часов. У одной макаки наблюдался один непрерывный период лихорадки. У других 4 макак – несколько отдельных периодов лихорадки. Не было сильной связи между заражающей дозой и временем до начала лихорадки, самой долгой продолжительностью лихорадки и количеством периодов лихорадки.
Средняя заражающая доза для сероконверсии была значительно ниже, чем для лихорадки.
Рисунок 2. Температурные профили
Верхний график – температурный профиль для животного, которое получило более низкую дозу вируса, и у которого не развилась лихорадка, но произошла сероконверсия на 14 день после воздействия SARS-CoV-2.
Нижний график – температурный профиль животного, которое получило высокую дозу вируса, и у которого развилась лихорадка и произошла сероконверсия на 14 день после воздействия SARS-CoV-2.
Красные кружки – периоды лихорадки, когда температура тела превышала исходную более чем на 1 °C в течение более двух часов.
Темная вертикальная пунктирная линия в день 0 – воздействие SARS-CoV-2.
Источник изображения: https://journals.plos.org/plospathogens/article/figure?id=10.1371/journal.ppat.1009865.g002
Лихорадка и выработка антител физиологически связаны
Ученые проанализировали результаты лихорадки и сероконверсии по 16 животным:
Источник изображения: https://journals.plos.org/plospathogens/article/figure?id=10.1371/journal.ppat.1009865.t001
Моделирование показало, что лихорадка зависит от дозы вируса и обусловлена сероконверсией. Для запуска сероконверсии с лихорадкой необходимы более высокие дозы, чем только для сероконверсии. Одна только лихорадка – редкое явление.
Как влияют проявления COVID-19 на лабораторные показатели
Для сравнения выделения вируса, уровней цитокинов, гематологии, химического состава сыворотки и параметров свертывания крови животных сгруппировали по проявлениям болезни:
- 5 макак с лихорадкой и сероконверсией;
- 5 макак с сероконверсией, но без лихорадки;
- 6 макак без сероконверсии и без лихорадки.
Выделение вируса
8 из 10 макак с сероконверсией, в том числе все 5 макак с лихорадкой, выделяли вирус.
Низкие уровни вирусной РНК также были обнаружены у 2 из 6 макак без сероконверсии. Доля макак, выделявших вирус, была одинаковой в группе с лихорадкой и в группе без лихорадки. Оба показателя были значительно выше, чем доля, наблюдаемая в группе без сероконверсии и без лихорадки.
Вирус / вирусная РНК обнаруживались в мазках из носоглотки и ротоглотки уже через 2 дня после воздействия SARS-CoV-2 и через 10 / 21 день после воздействия.
Уровни цитокинов
В группе с сероконверсией и лихорадкой уровни IL-6 после воздействия временно, но значительно повысились на 2-й день по сравнению с исходным уровнем. У двух макак из этой группы уровни IL-6 достигли значений, о которых сообщалось для тяжелых случаев COVID-19 у людей. К 4 дню после воздействия уровни IL-6 вернулись к исходным значениям.
Уровни IL-8 изменялись незначительно.
Уровни других цитокинов (IL-10, IL-2, IL-1β и ИФН-γ) были ниже предела обнаружения.
Соотношение нейтрофилы : лимфоциты
Исследования показали, что у пациентов с более тяжелым COVID-19 увеличивается соотношение нейтрофилы : лимфоциты. Однако в настоящем исследовании не наблюдалось значительных изменений по сравнению с исходным уровнем ни в одной из групп.
Свертываемость крови
У пациентов с COVID-19 были зарегистрированы нарушения свертываемости крови: повышенные уровни D-димера, удлиненное протромбиновое время (ПВ), удлиненное активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ) и легкая тромбоцитопения.
В настоящем исследовании не наблюдалось значительного увеличения по сравнению с исходным уровнем ни для ПВ, ни для АЧТВ ни в одной из групп. Однако в нескольких группах наблюдалось небольшое, но достоверное снижение ПВ. Точно так же небольшое, но достоверное снижение АЧТВ по сравнению с исходным уровнем наблюдалось через 4 дня после воздействия в группе без сероконверсии и лихорадки.
Изменения функции почек
Нарушения функции почек связаны с тяжелым COVID-19 у людей. Показатели, которые говорят о почечных нарушениях: повышенные уровень мочевины в крови (BUN), креатинин (CRE), соотношение BUN : CRE.
В настоящем исследовании не наблюдалось значительного увеличения по сравнению с исходным уровнем для BUN, CRE и соотношения BUN : CRE ни в одной из групп. Однако наблюдалось небольшое, но значимое снижение BUN и BUN : CRE.
Масса тела
Никаких значительных изменений массы тела не наблюдалось в течение первых 10 дней после воздействия ни в одной из групп. Кроме того, во время наблюдений дважды в день не было отмечено никаких респираторных признаков заболевания или изменений активности.
Выводы
Вероятность заражения зависит от дозы SARS-CoV-2. Выработка антител и лихорадка также зависят от дозы, причем средняя доза для сероконверсии значительно ниже, чем для лихорадки.
Инфицированные животные без признаков заболевания выделяют вирус и могут быть заразными, что согласуется с сообщениями о бессимптомном распространении COVID- 19.
У бессимптомных макак с сероконверсией и титрами нейтрализующих антител в мазках из носоглотки и ротоглотки в течение 21 дня обнаруживался вирус. Это позволяет предположить, что животные без явных признаков заболевания могут быть заразными. Точно так же у пациентов с легким или бессимптомным заболеванием обнаруживалась вирусная РНК в мазках из носоглотки или ротоглотки в течение 6-37 дней, включая несколько случаев положительных результатов после предыдущего отрицательного.
Доза SARS-CoV-2 влияет на проявление болезни. Поэтому важно соблюдать меры общественного здравоохранения, которые ограничивают дозу вируса. Среди них: социальная дистанция, ношение масок и усиленная вентиляция.
Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!
Кому-то она тоже будет полезной и нужной:
Источник
Seroconversion and fever are dose-dependent in a nonhuman primate model of inhalational COVID-19
