Секвенирование генома, имеющее решающее значение для первоначальной идентификации SARS-CoV-2 и предоставления матриц для вакцин против него, также предлагает новый способ наблюдения за развитием пандемии. Вирусы часто ошибаются, копируя свои геномы, что является решающим этапом в размножении, и это означает, что они довольно быстро накапливают мутации. Установите последовательность достаточного количества образцов и вы сможете увидеть эволюцию в действии. В течение первых 6 месяцев пандемии изменения вируса вызывали определенный интерес у ученых – и стали дурным предзнаменованием. Осенью прошлого года в данных стали прослеживаться неблагоприятные признаки, которых опасались исследователи эволюции вируса.
Первое слабое подозрение проявилось в образце, взятом 20 сентября у пациента в Кенте, графстве на юго-востоке Британии. При проведении секвенирования британским консорциумом Covid-19 Genomics UK Consortium, крупнейшим в мире исследовательским учреждением, занимающимся мониторингом эволюции вируса, было обнаружено необычайно большое количество мутаций. Последующее секвенирование показало, что этот новый вариант быстро распространяется. К ноябрю он стал причиной четверти новых случаев заболевания в Лондоне. К декабрю этот показатель вырос почти до 60%. К февралю на него приходилось более 90% инфекций в некоторых регионах Великобритании, а также, по словам главы министерства здравоохранения Хези Леви, и в Израиле. То, что началось в Британии, предсказуемо распространилось по всему миру. К середине марта 25-30% новых случаев заболевания в Америке, как известно, были вызваны B.1.1.7.
Быстрое распространение сделало B.1.1.7 «проблемным штаммом» еще до того, как начали поступать данные, свидетельствующие о том, что он с большей вероятностью вызывает болезнь, чем первоначальный штамм. В настоящее время к нему присоединились два других проблемных штамма: B.1.351, первоначально обнаруженный в образцах, взятых в октябре в Южной Африке, и P.1, который начал циркулировать в Бразилии в ноябре или декабре, хотя его существование было отмечено только в январе после того, как его нашли у четырех бразильцев, приехавших в Японию. P.1, как и B.1.1.7, быстро распространяется; это грозит тем, что в Бразилии могут закончиться койки в отделениях интенсивной терапии. Но это не единственная печальная новость. Как и B.1.351, P.1 сбивает с толку антитела, которые должны распознавать оригинальную версию SARS-CoV-2 - независимо от того, появляются ли эти антитела естественным путем в зараженных организмах, создаются в клеточных культурах фармацевтическими компаниями, или являются результатом вакцинации.
Во всех трех случаях мутации концентрируются в гене, который характеризует белок шипа: одна мутация в этом гене, N501Y, - общая для всех трех штаммов. Вряд ли это совпадение. Скорее, это говорит о том, что мутация помогает вирусу.
Шип прикрепляется к белкам в клетках человека таким образом, что вирус получает к ним доступ. Таким образом, те его части, которые отвечают за прикрепление, имеют решающее значение для вируса и являются наиболее предпочтительными мишенями для антител. Если бы у эволюции были цели, то она должна была обеспечить лучшее сцепление, а те части, которые отвечают за прикрепление, должны были бы стать более жесткими, чтобы антителам было сложнее их нейтрализовать. Мутации, которые накопились в штаммах, вызывающих озабоченность, похоже, движутся именно к этим целям. N501Y делает прикрепление жестче. E484K делает антитела менее эффективными. Первоначально став признаком Р.1 и В.1.351, в настоящее время его обнаружили в образцах В.1.1.7 как из Великобритании, так и из Америки.
Эти варианты стали проблемой для Eli Lilly и Regeneron, компаний, предлагающих антитела в качестве лекарств против вируса. Обе фирмы продают коктейли, содержащие разные антитела. Один из видов антител в коктейле Eli Lilly бесполезен против B.1.351. Эффективность другого вызывает сомнения, как и одного из коктейлей Regeneron.
Антитела, тем не менее, не такая большая проблема. Больше беспокойства вызывает то, как новые варианты повлияют на вакцинацию.
Вакцина Oxford/AstraZeneca реагировала на B.1.1.7 менее эффективно. Вакцина Novavax, которая еще не утверждена, обеспечивает хорошую защиту от B.1.1.7 и удовлетворительную защиту (60%) против B.1.351. Вакцина Johnson&Johnson также показывает эффективность против этого варианта. До сих пор не было обнародовано ни одного результата тестов, демонстрирующего, как другие вакцины справляются с вызывающими озабоченность вариантами.
Чтобы понять, когда вакцины следует усовершенствовать - а это, возможно, нужно будет делать регулярно, как в случае с вакцинами против гриппа - другим странам придется подражать британскому усердию в осуществлении надзора при помощи секвенирования. В настоящее время британские образцы доминируют в базе данных Gisaid, международной компании, базирующейся в Мюнхене, которую первоначально создали для отслеживания эпидемий гриппа. Более тщательная проверка в Америке уже находит новые варианты. B.1.526, который, похоже, появился в конце прошлого года в Нью-Йорке, может похвастаться как мутацией E484K, так и D253G, имеющей аналогичные эффекты. Исследование, проведенное группой под руководством Джереми Камиля из Университета штата Луизиана, предоставленное в качестве препринта 14 февраля, выявило 7 вариантов, которые вызывают озабоченность. Хотя, по-видимому, они имеют независимое происхождение, у большинства из них есть мутация шипов под названием Q677P, что позволяет предположить, что это еще одно изменение, которому сильно благоприятствует естественный отбор.
Сегодня центральное место в борьбе с вирусом должно занимать обнаружение штаммов, где бы они ни появлялись, и быстрая оценка того, какой именно дополнительный риск они представляют. И, в конечном итоге, это также может стать способом мониторинга перехода, если он произойдет, вируса SARS-CoV-2 к эндемичности. Новые патогены часто следуют эволюционным путем, в результате чего они становятся менее заразными. Некоторые считают, что это может объяснить происхождение четырех относительно доброкачественных коронавирусов, которые, как известно, вызывают симптомы, обычно называемые «простудой».
Опубликованные в 2005 году исследования современных вариантов одного из них, OC43, предполагают, что их последний обычный предок существовал примерно в 1890 году. Это совпадает с пандемией, исторически известной как «русский грипп», хотя нет никаких доказательств того, что ее причиной были вирусы гриппа, неизвестные науке в то время. Поэтому представляется правдоподобным, что реальной причиной был вирусный предок OC43. Мысль о том, что SARS-CoV-2 может пойти тем же путем и эволюционировать, в конечном счете, во что-то не более угрожающее, чем простуда, звучит как попытка выдать желаемое за действительное. Однако такое развитие событий вполне возможно.
