Мутации COVID-19: пять фактов о развитии коронавируса

Новые штаммы, вызывающие огромную обеспокоенность во всем мире, по сути являются одним и тем же вирусом и вызывают одно и то же заболевание.

Вирус Sars-CoV-2, называемый COVID-19, меняется, делая его более передаваемым, увеличивая тяжесть вызываемого им заболевания и позволяя ему заражать людей, у которых должен быть иммунитет.

Эти варианты вызывают беспокойство среди мировых экспертов в области здравоохранения, особенно потому, что есть признаки того, что некоторые вакцины могут быть менее эффективными против них, отмечается в статье Research and innovation («Исследования и Инновации» — МедОбоз, — публикуемый и финансируемый Европейской Комиссией).

Ученые эксперты, участвующие в проектах Еврокомисси MOOD и CoroNAb поделились своим опытом исследований. Они опубликовали пять важнейших фактов, которые нужно знать о новых штаммах COVID-19:

1. Вирус постоянно меняется, но иногда очень резко, совершая эволюционный скачок

Всякий раз, когда вирус COVID-19 заражает кого-то, он захватывает биологический механизм его клеток, чтобы создать свои копии. Очень часто генетический материал, который несет вирус, копируется неправильно, что приводит к так называемой мутации. Большинство вирусов с мутациями вымирают, но некоторые продолжают инфицировать другие клетки организма и, в конечном итоге, других людей.

«Вирус постоянно развивается, поэтому мы ожидаем, что со временем произойдет накопление изменений», — сказал д-р Эрик Волц, эпидемиолог, изучающий эволюцию инфекционных заболеваний в Имперском колледже Лондона в Великобритании.

Иногда одна из этих генетических ошибок может привести к изменению, которое приносит пользу вирусу, например, позволяя ему легче проникать в клетки, производить больше собственных копий или позволять ему уклоняться от иммунного ответа людей, которых он заражает.

Согласно исследованию доктора Волца и его коллег, в начале пандемии одна такая мутация привела к тому, что вирус COVID-19 стал более передаваемым из-за увеличения количества вируса, производимого инфицированными им людьми. Изменение также, похоже, привело к тому, что вирус заразил большее количество молодых людей, чем раньше.

«Мы не знаем, где это впервые возникло, но, похоже, это было несколько раз в Китае и Европе», — сказал д-р Волц. Когда эта версия вируса была замечена в марте 2020 года, «она уже быстро распространилась по миру», — добавил он.

К июню он стал доминирующим вариантом вируса в пандемии. То, что произошло в геноме вируса, сделало его эволюционно более приспособленным, чем более ранняя форма SARS-CoV-2.

Несколько месяцев спустя вирус COVID-19 претерпел еще более драматические изменения, которые оказывают постоянное влияние на течение пандемии. Это были новые варианты, показывающие не просто одно изменение в шипованном белке, а несколько важных мутаций. Первым из них был обнаружен вариант B117, идентифицированный в образцах, взятых в Кенте, на юго-востоке Англии, в декабре 2020 года. Эта новая версия вируса накопила 17 отдельных мутаций за очень короткий период времени и увеличила скорость, с которой этот новый штамм распространился.

«(Появление) новых вариантов было немного неожиданным», — сказал доктор Волц. «Мы не ожидали, что B117 появится с таким большим скачком в его трансмиссивности».

2. Часто это новые варианты SARs-CoV-2, а не новые штаммы

Вскоре после того, как B117 был обнаружен, другая версия вируса с парой похожих мутаций, но также и с некоторыми важными отличными мутациями, была обнаружена в Южной Африке, а затем другая версия вируса в Бразилии. Они стали известны как B1.351 и P1, соответственно. У них есть мутации, которые позволяют им повторно инфицировать людей, у которых должен быть иммунитет после предыдущей инфекции или вакцинации.

«Часто эти новые версии вируса COVID-19 описываются как «штаммы», правильнее было бы описать их как «вариант», — говорит доктор Волц. Отчасти проблема заключается в том, что «штамм» вируса не имеет общепринятого определения.

Вариант, для сравнения, обычно определяется как версия вируса, имеющая генетическое изменение, которое отличается от исходной последовательности на момент идентификации COVID-19. Слово «штамм» зарезервировано для вируса, который имеет очень разные свойства, добавляет доктор Волц, например, существенное различие в белках, которые он несет, или изменения в своем поведении.

В настоящее время варианты, вызывающие наибольшее беспокойство во всем мире, по сути, все еще являются одним и тем же вирусом и вызывают одно и то же заболевание, но по мере развития SARS-CoV-2 он может в конечном итоге настолько измениться по сравнению с исходным вирусом, что его можно рассматривать как новый штамм.

3. Хронические инфекции и более высокий уровень иммунитета населения могли способствовать развитию вируса

Как именно появились эти варианты, до сих пор неясно. Наблюдая за людьми, страдающими от необычно продолжительной инфекции COVID-19, известной как хронические инфекции, исследователи наблюдали, как вирус улавливает множественные изменения у отдельных пациентов.

Вирус мог продолжать размножаться в их телах в течение многих месяцев, приобретая при этом мутации. «Мы знаем, что такая ситуация может производить эти гипермутировавшие вирусы, поскольку вирус будет оптимизировать свою репликацию в организме хозяина».

Такие варианты, как B117, могли таким образом уловить несколько мутаций у хронически больного пациента, а затем проникнуть в сообщество, заразив кого-то еще, добавляет доктор Волц.

Повышение уровня иммунитета в некоторых странах может вызывать эти изменения многократно независимо друг от друга, объясняет д-р Волц. Естественный отбор приведет к тому, что варианты, которые лучше приспособлены для обхода иммунитета людей, станут более распространенными.

4. Секвенирование сыграло решающую роль в отслеживании новых вариантов

Одним из ключевых преимуществ пандемии COVID-19 по сравнению с прошлыми пандемиями является уровень научного изучения вируса благодаря генетическому секвенированию биополимеров (определение их аминокислотной или нуклеотидной последовательности). Секвенирование вирусного генетического кода в образцах, взятых у пациентов, позволило экспертам отслеживать распространение вируса и быстро обнаруживать новые варианты по мере их появления.

«У нас никогда не было такой системы геномного наблюдения, — сказал доктор Волц. «То есть год назад, я думаю, это была бы научная фантастика».

Это быстрое обнаружение позволило органам здравоохранения и правительствам предпринять быстрые шаги по контролю распространения вариантов, например, с помощью мер изоляции и ограничений на поездки.

Но, несмотря на это, также ясно, что вирус все еще распространяется быстрее, чем власти могут отреагировать, поскольку во многих странах отсутствуют строгие системы эпиднадзора и секвенирования. По словам доктора Волца, из-за этого варианты, вызывающие беспокойство, могут распространяться незамеченными.

5. Вакцины уже меняются для борьбы с новыми мутациями

Поскольку некоторые из вакцин против COVID-19 уже демонстрируют признаки того, что они менее эффективны против вариантов B1.351 и P1, некоторые производители начали разработку бустерных прививок (требующих введения повторной дозы), которые дадут дополнительный иммунитет против этих версий вируса.

Но вполне вероятно, что вакцины придется постоянно обновлять по мере развития вируса. В Великобритании уже есть несколько случаев, когда вариант B117 улавливает мутацию, которая, как считается, в значительной степени отвечает за способность вируса быть устойчивым к антителам в P1 и B1.351.

«Вирус продемонстрировал, что он может стать более передаваемым и избавляться от иммунитета», — отметил эксперт. Его исследовательская группа нацелена на поиск эффективного лекарства от SARS-CoV-2, а не вакцины. Если вирус изменится настолько, что сможет заражать уже переболевших людей или тех, кто получил вакцину, противовирусное лечение может стать решающим способом борьбы с болезнью до тех пор, пока не будут разработаны новые вакцины.

«Это может помочь правительствам найти лучший способ борьбы не только с новыми вариантами COVID-19, но и с другими заболеваниями в будущем».