Число штаммов коронавируса быстро растет. Настолько, что масштабы мутации представляют угрозу созданию новых методов лечения и диагностики COVID-19. К такому выводу пришли американские ученые в новом исследовании.

Темпы изменения вируса SARS-CoV-2 могут привести к появлению недиагностируемых штаммов, которые ограничат эффективность вакцин, методы лечения и диагностических тестов на COVID-19.

«В то время как в апреле 2020 года во всем мире было всего около 10 доминирующих штаммов вируса, к весне 2021 года их число достигло 100 мутаций», — объясняет профессор биостатистики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе доктор Кристина Рамирес. Она также является ведущим автором исследования, в котором изучались мутации в последовательностях РНК SARS-CoV-2, выделенных в период с января 2020 года по март 2021 года.

Результаты международной группы ученых публикуются в июньском выпуске рецензируемого журнала EMBO Molecular Medicine.

Учитывая, сколько еще остается неизвестного о коронавирусе нового типа, а также риска появления дальнейших мутаций и вариантов вируса, авторы работы заявили, что агентства общественного здравоохранения должны выделить ресурсы для углубленных исследований мутаций по всему геному SARS-CoV-2, функций его репликации и различных белков вируса.

Доктор Гарольд Бургер, соавтор исследования и врач-инфекционист из Калифорнийского университета в Дэвисе, добавил, что «в идеале молекулярное секвенирование должно включать вирусы от бессимптомных и умеренно больных людей различного возраста в дополнение к образцам, полученным от более больных пациентов. Бессимптомные люди могут передавать вирус другим. Степень заболевания зависит как от функций вируса, так и от состояния пациента. Такой подход предоставит ценную информацию об эволюции и распространении эпидемии».

В своем исследовании ученые проанализировали полные последовательности генома SARS-CoV-2 с известными датами отбора проб, которые были загружены из GISAID. Для выбранного периода времени были включены все полные последовательности с датой выборки из каждой страны. Последовательности были объединены в соответствии с датой отбора проб.

The Atlantic (США): обнаружена тревожная закономерность среди новых разновидностей коронавируса

Коронавирус ведет постоянную войну против иммунной системы человека. И со временем он будет продолжать эволюционировать, пишет автор. А значит, созданные человеком вакцины тоже должны эволюционировать вместе с вирусом.

На протяжении почти всего 2020 года коронавирус, вызывающий covid-19, передавался от человека к человеку, накапливая мутации со стабильной скоростью — по две мутации в месяц, что не очень-то впечатляет для вируса. В основном, эти мутации не слишком действенны.

Однако недавно обнаружилось, что у трех типов коронавируса независимо друг от друга произошли, судя по всему, схожие мутации — и это несмотря на то, что эти генетические разновидности коронавируса локализованы на расстоянии многих тысяч миль друг от друга: в Великобритании, Южной Африке и Бразилии. (Мутация — это изменение генома; генетический вариант — это вирус со специфическим набором мутаций.) Упомянутые мутации возникали не один, не два, а целых три раза (здесь мы говорим только о тех, которые нам известны) у генетических вариантов с необычным поведением; данный факт позволяет нам предположить, что благодаря им вирус получает эволюционное преимущество. Все три генетических варианта, похоже, будут встречаться все чаще. И не исключено, что все три будут передаваться еще быстрее.

«Возникновение независимых друг от друга мутаций да к тому же в нескольких разных местностях — это для всех нас предупредительный сигнал», — предостерегает Винит Менахери (Vineet Menachery), занимающийся исследованием коронавируса в Медицинском отделении Техасского университета. В настоящее время ученые пытаются выяснить, может ли коронавирус получить преимущества с помощью этих мутаций и какие. 

Однако на данный момент ученые еще не получили какого-либо определенного ответа; к тому же, мы не обладаем пока достаточным объемом данных о генетическом варианте коронавируса, выявленном в Бразилии. Помимо общих для этих вирусов мутаций, у каждого из этих генетических вариантов имеется большое число уникальных мутаций. Быстрое возникновение целого набора мутаций — явление необычное. Но вирус распространяется настолько быстро, что мы еще не раз столкнемся со всякими экстраординарными явлениями. Обычная частота мутаций — два раза в месяц. Но, видно, мы не имеем достаточного представления о числе мутаций в нестандартных случаях. «И это, своего рода, тревожный сигнал», — поделился со мной в интервью микробиолог Кристиан Андерсен (Kristian Andersen) из медицинского исследовательского центра Scripps Research.

Роль каждой мутации все еще неясна, однако конкретная мутация в шиповом белке (ее обозначают как "N501Y") заслуживает пристальное внимание, поскольку она присутствует во всех трех генетических вариантах коронавируса. Спайковый белок помогает коронавирусу проникать в клетку, а сама мутация N501Y локализуется в особо важной области под названием рецептор-связывающий домен, который прикрепляется к клетке. Образно говоря, мутация N501Y делает спайковый (шиповый) белок более липким, что позволяет ему легче прикрепляться к клетке и проникать в нее. Вот почему вирус, в котором имеется данный вид мутации, способен легче распространяться. С другой стороны, данная мутация, судя по всему, не наносит удар по иммунитету, полученному при вакцинации.

Кстати, поясним, что мы имеем в виду, когда говорим о таких мутациях. Как известно, белки состоят из строительных блоков, называемых аминокислотами. Наличие мутации N501Y означает, что 501-я аминокислота, изначально обозначаемая буквой "N" (т.е. аминокислота аспарагин), поменялась на "Y" (т.е. тирозин).

Однако мутация N501Y не является уникальной для упомянутых трех генетических вариантов вируса; данный факт был установлен при изучении ряда аминокислотных последовательностей, обнаруженных в разных странах мира. Все эти три генетические мутации сопровождаются множеством других мутаций в других частях вируса — и это необычно. По словам специалиста в области молекулярной эпидемиологии Эммы Ходкрофт (Emma Hodcroft) из Бернского университета, изменение поведения генетического варианта вируса (например, его повышенная трансмиссивность [т.е. заразность — прим.перев.]), вероятно, "связано не с одной, а с множеством мутаций". Генетический вариант британского происхождения имеет более десятка других мутаций, которые не были изучены так тщательно, как N501Y. Но повышенная трансмиссивность этого варианта вируса проглядывает все четче: вирус стал быстро распространяться не только в Великобритании, но также в Ирландии и Дании (в этих двух странах регулярно проводится секвенирование большого количества проб). Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) недавно предупредили, что в марте данный вариант вируса будет, вероятно, доминировать в Соединенных Штатах.

(Ученые дали этим трем генетическим вариантам вирусов специальные названия, которые пока, увы, не устоялись. Британская разновидность называется так: "B.1.1.7", "20I / 501Y.V1" и "VOC 202012/01"; южно-африканская иногда называется как "B.1.351" или "20C / 501Y.V2"; бразильская разновидность известна как "P.1" и "20J / 501Y.V3".)

В южноафриканском и бразильском генетических вариантах коронавируса также произошли вторая и третья общие для обоих мутации в рецептор-связывающем домене спайкового белка, а именно: E484K и K417. Чуть больше ученым известно о первой из них (т.е. о мутации E484K). С ее помощью меняется заряд аминокислоты с отрицательного на положительный — это все равно, что поменять полюсами магнит. В результате этого, утверждает микробиолог Кристиан Андерсен, вероятнее всего, меняется и форма спайкового белка, когда он связывается с клеткой, однако данное изменение заряда, похоже, происходит одновременно с N501Y. Упомянутые выше мутации, возможно, наряду с другими, способны эффективнее содействовать присоединению коронавируса к клетке.

Но южно-африканские и бразильские генетические варианты коронавируса могут обладать еще и дополнительным свойством. Так, в одном из недавно проведенных исследований выдвигается предположение, что вирусы с мутацией E484K способны эффективнее уклоняться от антител, полученных из плазмы крови пациентов, выздоровевших после covid-19. Некоторые вирусы, в которых произошла подобная мутация, становятся более опасными при повторном инфицировании или даже при заражении вакцинированных людей.

Правда, одна только эта вышеупомянутая мутация вряд ли нанесет удар по иммунитету, приобретенному в результате перенесенного заболевания или после вакцинирования. По словам Винита Менахери, при использовании имеющихся у нас сейчас вакцин "в организме появляется более чем достаточное количество антител, и даже если их концентрация сократится вдвое, все равно этого количества антител будет более чем достаточно, чтобы противостоять вирусу". «Если даже новый генетический вариант [вируса] снизит эффективность антител… на 50 процентов, организм по-прежнему сможет защищаться», — утверждает Менахери. Исследования продолжаются, ученые хотят точно определить, насколько сильно новая мутация снижает эффективность от вакцинирования; но если на протяжении нескольких лет у вируса накапливались новые мутации, такие как E484K, то производителям вакцин следует задуматься над тем, чтобы постоянно модифицировать свою продукцию. Именно так поступают с прививкой от гриппа, которую ежегодно модифицируют; по словам производителей вакцин, нынешние мРНК-вакцины против covid-19 могут быть модифицированы особенно быстро — всего за шесть недель.

В настоящий момент ученые задались следующим вопросом: содействует ли это небольшое преимущество (т.е. способность вируса обходить иммунную защиту, полученную в результате выработанного ранее иммунитета) распространению южноафриканского и бразильского генетических модификаций? Оба генетических варианта первоначально были обнаружены в тех частях ЮАР и Бразилии, где регистрировался высокий уровень заражения covid-19, особенно в городе Манаусе (Бразилия), где коронавирусом заразилась большая часть населения. (В одной из работ, опубликованных в декабре прошлого года, авторы говорят о 76 процентах зараженных, что, вероятно, является завышенной оценкой. Однако большое число умерших от covid-19, регистрируемое в данном регионе, говорит нам о том, что в 2020 году там действительно была сильная вспышка заболевания.) Южноафриканский генетический вариант вируса начинает распространяться в ЮАР; ситуация в Бразилии менее ясна из-за недостаточного количества данных, однако в Манаусе в настоящее время наблюдается еще один сильный всплеск заболеваемости covid-19. По мнению Винита Менахери, приобретенный иммунитет вряд ли обязательно является причиной большей распространенности этих вариантов особенно потому, что Южная Африка пока что не приблизилась к приобретению коллективного иммунитета. Повышенная трансмиссивность мутировавшего коронавируса уже является для него преимуществом.

Другие специалисты предложили следующий сценарий (правдоподобный, но все же гипотетический): генетические варианты коронавируса могли появиться в организме пациентов с ослабленным иммунитетом, которые оставались зараженными на протяжении нескольких месяцев. Обычно, говорит Эмма Ходкрофт, "иммунная система человека еле-еле ему противостоит, а он на нее напирает". Но у пациентов с ослабленным иммунитетом иммунный ответ слабее. «Все это напоминает тренинг, во время которого происходит приспособление к иммунной системе человека», — говорит Эмма Ходкрофт. Может быть, поэтому у этих генетических вариантов коронавируса сразу появилось столько новых мутаций — как будто один или два года эволюции сжались до нескольких месяцев. Скорее всего, это довольно редкое явление, но когда в глобальном масштабе регистрируются десятки миллионов случаев инфекционного заражения, то редкие явления перестают быть редкими.

Таким образом, после хронической инфекции может появиться генетический вариант коронавируса, сопровождаемый мутациями, которые позволяют ему быстрее прикрепляться к клетке, благодаря чему скорость его распространения увеличится. Может быть, именно это случилось с британской генетической модификацией вируса. Из-за этого вероятность повторного заражения может несколько увеличиться. А может произойти как в Бразилии, где уже зарегистрировано два случая повторного заражения новым генетическим вариантом коронавируса. Новая разновидность коронавируса, который отчасти лучше умеет обходить иммунный барьер, конечно же получит преимущество перед другими формами этого вируса в тех местах, где наблюдается массовый всплеск заражения covid-19. Эти повторные заражения могут быть не столь тяжелыми, и, в то же время, их еще нельзя считать обычным явлением, однако со временем этот более успешный вариант коронавируса одержит победу. Коронавирус ведет постоянную войну против иммунной системы человека. И со временем он будет продолжать эволюционировать.

А это означает, что созданные человеком вакцины тоже должны эволюционировать вместе с вирусом. Однако в Соединенных Штатах секвенирование проводится лишь в очень небольшом проценте случаев заражения covid-19. (Стандартные диагностические тесты на covid-19 предусматривают изучение лишь нескольких участков коронавирусного генома, а не всей последовательности целиком.) «Сан-Диего — это одно из тех мест в нашей стране, где в этом смысле ситуация обстоит неплохо. Мы применяем секвенирование в двух процентах случаев заражения. По сравнению с Великобританией и Данией этого крайне мало, — рассказывает микробиолог Кристиан Андерсен. — И нам необходимо это положение изменить». Результаты секвенирования рассылаются в отдельные лаборатории нашей страны. По словам Андерсена, в США необходимо на федеральном уровне установить геномный надзор. Это единственный способ для Соединенных Штатов получать информацию о постоянно мутирующем вирусе.

Сара Чжан (Sarah Zhang)

Ученые нашли снижающие эффективность вакцин мутации коронавируса

Ученые Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) России обнаружили новые мутации коронавируса, которые снижают эффективность вакцин. Об этом сообщается на сайте агентства.

В сообщении говорится, что появление новых генетических линий SARS-CoV-2, в генных участках которых присутствуют мутации, может влиять на свойства вируса. Измениться может как течение болезни, так и эффективность лечебных и профилактических препаратов, в число которых входят и вакцины.

Ранее доктор биологических наук, академик РАН Виталий Зверев рассказал о самой опасной мутации коронавируса. По его словам, ей окажется та, которая будет способна поменять структуру вируса.

Фастфуд способствует развитию тяжелых форм COVID-19 - исследование

Американские ученые пришли к выводу, что еда с большим содержанием жиров и сахара повышает вероятность развития тяжелых форм коронавирусной инфекции, сообщает zakon.kz.

Об этом говорится в работе, опубликованной в электронной библиотеке bioRxiv.

Биологи американского Национального института аллергии и инфекционных заболеваний в Бетесде провели исследование влияния различных типов питания на течение заболевания коронавирусом COVID-19. В качестве объекта изучения использовались сирийские хомячки. 

Мы обнаружили первые свидетельства того, что эта диета, богатая жирами и сахаром, сама по себе способствует развитию тяжелых патологий легких при заражении коронавирусом и замедляет его вывод из организма.говорится в работе ученых 

Отмечается, что чаще всего коронавирус поражает страдающих от диабета, ожирения, хронических болезней сердца и курильщиков.

Количество хронических метаболических нарушений растет во всем мире и часто является следствием нездоровой диеты, предупреждают биологи. Их исследование нацелено на то, чтобы исключить неблагоприятные факторы, вызывающие осложнения при коронавирусе.