Вирус на вырост. Насколько часто дети заражаются COVID и оправданно ли закрытие школ

С самого начала эпидемии коронавируса обращала на себя внимание одна странность: в Китае дети составляли минимальный процент от всех зарегистрированных случаев. Среди всех, у кого был выявлен COVID, доля людей до 19 лет составила 2,4%. В тяжелую стадию болезнь перешла у 2,5% из них, в критическую – у 0,2%. Умер за все время эпидемии в Китае один ребенок. Это наблюдение противоречило всем знаниям человечества о респираторных инфекциях, для которых дети являются едва ли не главными драйверами распространения. Неуязвимость детей к SARS-CoV-2 порождала всевозможные теории, что этот вирус обладает какими-то доселе неизвестными свойствами – но довольно скоро начали накапливаться данные, указывающие, что дело может быть совсем в другом. А именно – в физическом исключении детей из возможных цепочек заражения.

Отсутствующие данные

Начальные стадии эпидемии пришлись на китайский новый год, который длится почти месяц. Дети в это время не ходили в школы, а когда праздники закончились, власти КНР ввели в пораженных провинциях и городах жесткий карантин, затронувший, в том числе и школы с детскими садами. В Европе поначалу коронавирус не воспринимали всерьез, но когда цифры заболевших стали стремительно расти, власти почти всех государств ЕС ввели частичный или полный карантин с обязательным, несмотря на необычную статистику заболеваемости среди детей, закрытием школ. Благодаря ограничительным мерам к лету распространение инфекции удалось замедлить, а школьники ушли на каникулы.

В результате дети оказались радикально недопредставлены во всех работах, где анализировалась новая болезнь. Ко всему прочему, COVID у этой возрастной группы часто проходит бессимптомно или со слабой симптоматикой, что дополнительно уменьшает количество детей, которые добираются до ПЦР-тестирования. А те, кого родители все же приводят к врачу, оказываются там в среднем позже, чем взрослые («Что-то он уже неделю покашливает, уж не COVID ли это?»). Чем больше времени проходит с момента появления симптомов – или хотя бы активной вирусной репликации в случае бессимптомного течения – тем выше вероятность, что ПЦР-тест, который выявляет, есть ли в мазках из носоглотки РНК вируса, окажется отрицательным.

Таким образом, к началу нового учебного года у ученых толком не было данных о том, как хорошо (или плохо) дети цепляют и распространяют SARS-CoV-2. Хотя отдельные работы указывали, что странное отсутствие детей в статистике заболевших связано вовсе не с тем, что вирус их игнорирует, а с уникальными обстоятельствами в начале пандемии, из-за которых дети оказались вырванными из привычного образа жизни. Например, редкое наглядное доказательство в августе пришло из американского штата Джорджия, где был организован летний лагерь для детей. Несмотря на чудовищные к тому моменту (заезд был 21 июня) цифры прироста новых случаев в США, меры предосторожности были, мягко говоря, очень либеральными. Дети и преподаватели должны были предоставить отрицательный тест на COVID-19, сделанный не позже, чем за 12(!) дней до заезда, во время мероприятий в классах не открывали окна, а маски в лагере носили только работники. 23 числа у одного из сотрудников (подростка) поднялась температура, тест выявил коронавирус. На следующий день детей начали отправлять домой, но окончательно лагерь закрылся только 27 июня.

Департамент общественного здоровья Джорджии начал расследование, в рамках которого тесты на SARS-CoV-2 сдали 58% бывших в лагере. Коронавирус подтвердился у 76% из них. Частота поражения (attack rate по-английски) – процент людей, подхвативших вирус в лагере, по отношению к общем числу приехавших туда – составил 44%. Для детей от 6 до 11 лет он был еще выше – 50%, для старших школьников (11-17 лет) совпадал с общим, для молодых взрослых (18-21 год) равнялся 33%. Для взрослых сотрудников лагеря частота поражения составила 56%, и в целом она была тем выше, чем больше времени человек провел в лагере. Эти результаты настораживали, но для серьезного прогнозирования их никак не хватало.

Подсказать, что там с детьми, могли бы данные из Швеции, где школы не закрывали, – но их не было. Шведский минздрав публиковал только скупые отчеты о количестве людей, у которых выявили антитела к SARS-CoV-2, – то есть о тех, кто уже перенес коронавирусную инфекцию (шведы долгое время почти не вводили ограничений, надеясь, что им удастся за несколько месяцев наработать коллективный иммунитет, но к концу лета даже в Стокгольме было меньше 12% людей с антителами, так что с осени в стране начали ужесточать правила). В середине июня доля положительных серологических тестов в среднем по стране составила 6,3%, в группе от 30 до 64 лет – 7,6%, среди детей – 7,5%. И хотя в группу детей шведы включали всех от 0 до 19, эти данные намекали, что при более или менее обычном ритме жизни дети и взрослые заражаются одинаково часто. Шведские данные заодно выявляют еще один серьезный недостаток почти всех работ, в которых изучаются дети: в эту категорию включают и младенцев, и детсадовцев, и младших школьников, и подростков. Сегодня уже очевидно, что течение болезни, заразность и прочие параметры очень сильно отличаются в этих возрастных группах, и их необходимо анализировать отдельно.

Еще одно указание, что COVID-19 – не уникальное «недетское» респираторное заболевание, получили специалисты института вирусологии при берлинской клинике «Шарите». В Берлине находятся две крупнейшие в Германии лаборатории, где проводят тестирование на коронавирус, и одна из них как раз при этом институте. В итоге у исследователей, имеющих доступ к результатам анализов (естественно, анонимизированным), уже весной накопилось достаточно данных по коронавирусу у немногочисленных протестированных детей, чтобы делать статистически достоверные выводы. Проанализировав результаты, ученые обнаружили, что в мазках из верхних дыхательных путей детсадовцев и школьников содержится столько же вирусной РНК, что и у взрослых. Это косвенно свидетельствует, что дети и взрослые примерно одинаково заразны. В другой работе было показано, что активный вирус с равным успехом высевается как из мазков взрослых, так и из мазков детей. А учитывая, что контактируют друг с другом дети куда плотнее, предстоящее в конце лета – начале осени открытие школ вызывало тревогу.

Проверка

Опасаясь, что выпущенные из карантина дети могут поспособствовать резкому росту заболеваемости, власти почти всех стран попытались так или иначе ограничить распространение вируса в школах и вузах (вводить ограничительные меры в детских садиках, очевидно, не слишком реально). В зависимости от страны меры были разными: детей делили на утренний и вечерний потоки, рассаживали дальше друг от друга, вешали между партами плексигласовые экраны, разрешали снимать маски только малышам и исключительно на уроках или в столовой, регулярно проветривали помещения. Кое-где старших школьников отправляли на дистанционное обучение. Прошел месяц-другой – и выяснилось, что, хотя вспышки COVID в школах, садах и университетах есть, они не носят глобального характера. Более того, процент выявленных заболевших среди персонала выше, чем среди учеников – хотя и ненамного.

Однозначного объяснения, почему в школах не наблюдается значительного роста числа новых случаев, нет. Но есть множество предположений, которые, теоретически, можно было бы проверить в обозримом будущем. Во-первых, благодаря страхам, что школы станут рассадниками вируса, правительства озаботились внедрением там профилактических мер гораздо серьезнее, чем где бы то ни было. Риск заразиться во время уроков, когда ученики сидят на хорошем удалении друг от друга и часто в масках, а комната регулярно проветривается, снижен до очень незначительного. Те вспышки, которые имеют место, вполне вероятно, зарождаются во время околошкольных активностей, когда дети вместе идут домой или гуляют после уроков.

Во-вторых, имеющиеся данные о заразившихся школьниках получены, главным образом, на основе результатов ПЦР-тестов. Учитывая нехватку тест-систем и загруженность лабораторий, их делают преимущественно тем, у кого проявляются характерные симптомы. Иногда на анализ отправляют и школьников, которые близко контактировали с заболевшим, но далеко не во всех школах есть возможность делать это. Чаще контактных просто сажают на двухнедельный карантин. В результате мы выявляем только активных – и к тому же симптомных – носителей. Но среди детей крайне велик процент тех, кто переносит ковид без всяких проявлений, поэтому нельзя исключать, что реальный процент заразившихся намного выше. Выяснить, так ли это, можно при помощи массовых серологических скринингов (то есть тестов на антитела к коронавирусу), но пока подобная практика не слишком распространена. Одна из причин – для анализа необходимо брать кровь из вены, и, скорее всего, далеко не все родители дадут согласие на анализ. Особенно это касается младших школьников.

Когда ученые из Великобритании все же провели небольшое серологическое исследование среди детей от 2 до 15 лет, они обнаружили у 6,9% из них антитела к SARS-CoV-2. При этом какие-либо симптомы были лишь у половины детей с антителами. Анализы у детей брали с середины апреля по начало июля – то есть даже когда школы были закрыты значительное количество детей перенесли инфекцию (впрочем, это были дети медиков, так что выборка может быть смещенной).

Подобные данные заставляют предположить, что как минимум часть случаев ковида у взрослых, когда источник заражения не был установлен, это «подарок» от сына или дочери, которые подхватили инфекцию в школе, сами перенесли бессимптомно, но заразили родителей. Еще в одной похожей работе, на этот раз из Германии, ученые обнаружили, что детей, у которых детектируются антитела к SARS-CoV-2, в шесть(!) раз больше, чем зарегистрированных детских случаев инфицирования, выявленных при помощи ПЦР. При этом у 45% из тех, кто, по результатам серологического анализа, встречался с вирусом, не было никаких симптомов – очевидно, по этой причине они и не попали в поле зрения врачей.

Возможность контроля

С другой стороны, у нас есть примеры, которые демонстрируют, что при строгом соблюдении мер количество заражений – реальных, а не тех, которые спорадически ловят при проявлении у кого-то из детей симптомов – в учебных заведениях остается минимальным. В Корнелльском университете после летних каникул было решено открыть кампус Итака в Нью-Йорке, эпицентре первой волны коронавируса в США. Там проживает 24 тысячи студентов – ни один другой университет, входящий в престижную Лигу Плюща, не возобновил очное обучение для такого количества слушателей. Помимо строгого соблюдения мер, а именно дистанцирования, ношения масок и разделения потоков (здесь можно поиграть с простой, но очень наглядной моделью, показанной физиком из немецкого Института Роберта Коха Дирком Брокманом, которая демонстрирует, насколько эффективна эта мера), в университете дважды в неделю тестируют на коронавирус всех студентов и персонал – в общей сложности 35 тысяч человек.

Для этого используются ПЦР-тесты, но для экономии времени и реактивов тестирование проводят пулом, то есть в одну пробирку сливают до пяти образцов разных людей. Если в какой-то из пробирок результат оказывается положительным, каждого из этих пяти человек проверяют отдельно. Такая технология позволила снизить стоимость одного теста до $12 против стандартных $30. Однако даже несмотря на эту хитрость, противоковидные меры обойдутся Корнеллу в $10 млн за семестр. Но результат университета впечатляет: средний еженедельный процент заражений среди студентов и персонала составляет 0,006%. По расчетам моделистов Корнелла, это намного ниже, чем было бы, останься студенты у себя дома, где у них нет возможности регулярно делать тесты.

Но тратить по $10 млн за семестр необязательно: серьезных вспышек в школах нет практически нигде, где меры действительно соблюдают. Более того, так как дети болеют легко, главной задачей ближайшего будущего становится защита учителей, многие из которых принадлежат к группам риска тяжелого течения коронавирусной инфекции. Правительства это понимают: Германия уже объявила, что учителя и полицейские – вторые на очереди к вакцинации после врачей. И если регуляторы не будут тянуть с одобрением вакцины, разработанной американо-немецким концерном Pfizer/BioNTech, то у них есть все шансы привиться уже в начале следующего года, по крайней мере, в Германии и США.

Незаметная болезнь

Неразбериха с детьми и их недопредставленностью в общей коронавирусной статистике связана не только с тем, что их физически удалили из цепочек заражения весной. Второй фактор – слабо выраженная, а зачастую и вовсе отсутствующая симптоматика. У тех, у кого COVID-19 все же проявляет себя, чаще всего встречаются кашель и температура, которые проходят за несколько дней. Еще один характерный детский симптом – кишечные расстройства. Вероятность тяжелого течения выше для младенцев младше одного года и детей с сопутствующими заболеваниями – диабетом, ожирением, хроническими легочными патологиями, иммунодефицитами. Кроме того, к группе риска, возможно, относятся дети с некоторыми генетическими, неврологическими и метаболическими расстройствами.

Почему дети так легко переносят ковид – неясно. Ученые предложили несколько гипотез, и, как часто бывает, работать могут сразу несколько. Во-первых, у детей реже встречаются состояния, которые увеличивают риск тяжелого течения. Во-вторых, в детских коллективах беспрестанно циркулируют респираторные вирусы, в том числе четыре «нестрашных» человеческих коронавируса. Соответственно, дети с большей вероятностью недавно болели каким-то из простудных коронавирусов, и у них может сохраняться частичная защита (кросс-иммунитет). Взрослые болеют простудами существенно реже, а, как показали недавние исследования, иммунитет к коронавирусным простудам держится меньше года. В-третьих, для детей не характерна гиперактивация воспалительного иммунного ответа, а именно этот механизм лежит в основе тяжелого течения COVID-19.

Еще одна гипотеза связывает вероятность развития серьезных симптомов при COVID-19 с так называемым иммунологическим возрастом. Он тем выше, чем больше различных «воспоминаний» о тех или иных болезнях несут так называемые клетки памяти. Они сохраняются после перенесенных инфекций и содержат инструкции по синтезу правильных антител, настроенных именно на этот конкретный патоген. Но когда таких клеток памяти очень много, они могут по ошибке активироваться, если в организм попадает инфекционный агент, похожий на тот, который они когда-то запомнили. В результате в организме продуцируются антитела, которые не способны эффективно обезвредить патоген, но зато приводят к усилению воспалительного ответа.

Хотя абсолютное большинство детей переносят COVID-19 в легкой или бессимптомной форме, у некоторых развивается опасное осложнение, напоминающее так называемый синдром Кавасаки. Этим термином обозначают специфический тип васкулита, то есть воспаления сосудов, возникающий у детей младше пяти лет. Симптомы включают высокую температуру, сыпь, увеличение лимфатических узлов, покраснение ладоней и стоп, а также очень характерный ярко-малиновый («клубничный») язык. Без лечения у 15-25% детей могут развиться аневризмы (патологические расширения) коронарных артерий и тромбы, около 1% умирают, главным образом от инфаркта миокарда. Причины синдрома Кавасаки не ясны, но одна из гипотез связывает его с гиперактивацией иммунной системы в ответ на какой-то раздражитель.

Синдром Кавасаки – очень редкая патология, но во время эпидемии коронавируса число детей, госпитализированных с характерными симптомами, возросло в разы. И хотя это по-прежнему редкое состояние, ученые смогли исследовать достаточно детей, чтобы немного разобраться в его природе. Стало ясно, что у детей, переболевших COVID-19, развивается не синдром Кавасаки, а некое похожее заболевание – сегодня его называют мультиорганный воспалительный синдром (MIS–C, Multisystem Inflammatory Syndrome in Children). MIS–C возникает через 2-4 недели после начала симптомов коронавирусной инфекции и чаще встречается у чернокожих детей и подростков, а также у детей латиноамериканского происхождения. При своевременной диагностике этот синдром поддается лечению и часто не оставляет никаких последствий.

Что дальше

Таким образом, хотя сегодня мы знаем про заражение и течение коронавирусной инфекции у детей гораздо больше, чем в начале эпидемии, огромное количество вопросов до сих пор не выяснены. Тем не менее, собранной информации, кажется, достаточно, чтобы принимать более или менее обоснованные решения относительно работы школ и детских садов.

Имеющиеся данные свидетельствуют, что, если число зараженных в популяции относительно невелико, в учебных заведениях также не наблюдается сколько-нибудь значительной передачи вируса. Например, в Австралии, где в первую волну пиковые значения не превышали 500 человек в день, власти не закрывали школы и сады, заражения в них фиксировались крайне редко. В самом населенном австралийском штате, Новом Южном Уэльсе, где проживает треть населения страны, подтвержденные случаи ковида были зарегистрированы в 25 из 7700 детских учреждений. При этом частота поражения (attack rate) – процент подхвативших вирус от выявленных зараженных, по отношению к общем числу детей и персонала – составила всего 0,5%. Другими словами, абсолютное большинство детей, которые где-то подхватили вирус, не заразили никого. Аналогичный результат получили немецкие исследователи, на протяжении 12 недель еженедельно анализировавшие мазки детей и персонала из детских садов в федеральной земле Гессен, которые 21 июля открылись после карантина. Также как в Австралии, в этот период общее число заражений в регионе было низким (от 0 до 66 случаев на 100 тысяч населения за неделю). За все время ученые обнаружили два случая заражения, причем оба раза не у детей, а у воспитателей. Эти данные указывают, что при низкой распространенности коронавируса дети не являются ни резервуаром, ни драйвером инфекции, раскручивающим эпидемию.

Когда общий уровень заражений в популяции высок, число инфекций в школах, садах и вузах растет, но все равно остается небольшим и редко порождает серьезные вспышки (возможно, за счет большого числа бессимптомных). Более того, пример Корнелльского университета показывает, что при строгом соблюдении мер и массовом тестировании можно добиться крайне низкого уровня заражений, даже если в целом в регионе прирост новых заболевших значителен. Однако, учитывая, что дети и взрослые, видимо, одинаково часто заражаются коронавирусом, если меры не соблюдать, школьники и студенты не только переболеют сами, но еще и позаражают учителей и родителей.

Сами дети с их преимущественно легким или даже бессимптомным течением коронавирусной инфекции не относятся к группе риска, которая должна в первую очередь получить вакцину. В этом смысле ковид радикально отличается от гриппа, который особенно опасен как раз для детей (и стариков). А вот учителя, среди которых много пожилых и не очень здоровых людей, рискуют больше, чем остальные граждане – хотя и не так сильно, как, скажем, врачи.

Из этих вводных следует вполне четкая стратегия дальнейших действий. Сохранить сады, школы и вузы открытыми чрезвычайно важно как для экономики – работа с сидящими на голове детьми не слишком эффективна, так и для будущего, – представьте, что вас оперирует хирург, учившийся вскрывать людей дистанционно. Но для того чтобы обеспечить их работу и сохранить здоровье, а иногда и жизнь учителей, необходимо максимально высоко продвинуть их в очереди на вакцинацию. А пока вакцины не одобрены регуляторами, по максимуму обеспечивать в детских учреждениях соблюдение защитных мер. Как показывает практика, они работают, а вот опасения родителей, что дети не смогут выдержать несколько часов в масках, не подтвердились. Более того, если строго придерживаться ограничений, как минимум младшие школьники могут обходиться без них. А если государства всерьез озаботятся внедрением быстрых тестов, которые хоть и менее точны, чем ПЦР, но выявляют активных носителей, вероятно, можно будет в принципе вывести школы из зоны риска.