Назад
8 декабря 2020 г. небольшая группа ученых из Соединенного Королевства провела видеоконференцию, посвященную распространению коронавируса.
Обсуждение было сосредоточено на Кенте, графстве на юго-востоке Англии, где наблюдалась растущая передача SARS-CoV-2, несмотря на то, что остальной части страны удавалось обуздать распространение. Поскольку исследования не выявили очевидных причин - никаких крупных вспышек или изменений в поведении людей - исследователей попросили рассмотреть вирусные геномы в этом регионе.
Генетическая родословная, которую они представили, показала, что происходит что-то необычное, говорит один из участников конференции, исследователь микробной геномики Ник Ломан из Университета Бирмингема. Не только половина случаев в Кенте была вызвана специфическим вариантом SARS-CoV-2, но и его ответвление буквально выделялось из остальных данных. "Я не видел ни одной части генетического дерева, которая выглядела бы так раньше", - говорит Ломан. Когда ученые сравнили, как быстро распространялся этот вариант, названный B.1.1.7, они сделали потрясающее открытие: вирус, казалось, стал более искусным в передаче между людьми.
Открытие этой вирусной линии наряду с аналогичной вызывающей беспокойство в Южной Африке оказало огромное влияние. 19 декабря премьер-министр Великобритании Борис Джонсон объявил, что Лондон и юго-восточная Англия будут помещены под более жесткие ограничения для сдерживания варианта, который, по словам Джонсона, может быть на 70% более трансмиссивным. Хотя пока нет никаких доказательств того, что этот штамм является более смертоносным, многие страны закрыли свои границы для путешественников из Великобритании. Некоторые объявили, что у них тоже есть этот вариант среди их населения.
Когда 23 декабря вышел в свет этот номер журнала Science, ученые все еще пытались понять, действительно ли этот вариант распространяется быстрее, и если да, то каким образом. Но его появление подтолкнуло к мысли о том, что вирусная эволюция, которая до сих пор мало влияла на траекторию пандемии КОВИД-19, может привести к неприятным сюрпризам - как раз по мере появления первых эффективных вакцин. Это также ставит вопрос о том, могут ли эти вакцины нуждаться в периодическом обновлении для борьбы с изменяющимся вирусом.
Британская разновидность SARS-CoV-2, по-видимому, приобрела 17 мутаций, которые приводят к аминокислотным изменениям в ее белках сразу, невиданному ранее событию в коронавирусном геноме. Крайне важно, что восемь из них находились в гене, кодирующем спайк коронавируса. "В настоящее время в лаборатории предпринимаются попытки охарактеризовать некоторые из этих мутаций", - говорит Эндрю Рамбо, молекулярный эволюционный биолог из Университета Эдинбурга.
Три мутации уже выделяются как тревожные. Ранее было показано, что мутация, названная N501Y, увеличивает то, насколько плотно спайк связывается с рецептором ангиотензин-преобразующего фермента 2, его главной точкой входа в клетки человека. Ученые в Южной Африке первыми заметили важность N501Y: они заметили его несколько недель назад в линии, которая набирает обороты в провинциях Восточный Кейп, Западный Кейп и Квазулу-Натал. "Мы обнаружили, что эта линия, похоже, распространяется гораздо быстрее", - говорит Тулио де Оливейра, вирусолог из Университета Квазулу-Натал, чья работа предупредила британских ученых о мутации. Это беспокоит, говорит эволюционный биолог Джесси Блум из Центра исследования рака Фреда Хатчинсона: "Всякий раз, когда вы видите одну и ту же мутацию, многократно повторяющуюся, это увеличивает доказательства того, что эта мутация, вероятно, каким-то образом полезна для вируса".
Вторая заметная мутация В.1.1.7 - делеция под названием 69-70del - приводит к потере двух аминокислот в белке шипа. Она тоже появлялась раньше: она была обнаружена вместе с другой мутацией, названной D796H, в вирусе больного КОВИД-19 в Кембридже, Великобритания, которому в качестве лечения давали плазму выздоровевших пациентов, но в конце концов он скончался. В лабораторных исследованиях штамм пациента был менее восприимчив к конвалесцентной плазме от нескольких доноров, чем вирус дикого типа.
Был разработан лентивирус для экспрессии мутировавших версий спайка SARS-CoV-2 и обнаружено, что делеция сделала вирус вдвое более контагиозным для человеческих клеток. Третья мутация, P681H, схожа, говорит вирусолог Кристиан Дростен из Университетской больницы Шарите в Берлине, потому что она меняет место, где белок шипа расщепляется перед тем, как попасть в клетки человека.
Новые штаммы вирусов широко распространены во время вспышек и часто вызывают тревогу, но лишь немногие из них, в конечном счете, имеют последствия. Поэтому британские ученые и другие специалисты сначала осторожно пришли к выводу, что мутации B.1.1.7 сделали вирус лучше распространяющимся от человека к человеку. Но новый вариант быстро вытесняет другие варианты вируса, говорит Мюге Чевик, специалист по инфекционным заболеваниям из Университета Сент-Эндрюс. И все же оценить, какое именно воздействие оказывает каждая мутация, гораздо труднее, чем заметить их или показать, что они на подъеме, говорит Сема Лакдавала, биолог из Университета Питтсбурга.
Эксперименты на животных могут помочь оценить эффект, но у них есть ограничения. Хомяки уже сейчас быстро передают SARS-CoV-2 и это может скрыть эффект контагиозности нового варианта. Хорьки передают его менее эффективно, поэтому разница может быть более легко обнаруживаемой, говорит Лакдавала. "Но можно ли это экстраполировать эти данные на людей? Сомневаюсь". Окончательным ответом может быть получен в месяце отпусков, в январе, предсказывает она.
Множество мутаций также вызвало опасения, что линия Южной Африки или Великобритании может привести к более тяжелой болезни или даже уклониться от иммунитета, вызванного вакциной. Пока нет никаких оснований так думать. В то время как было показано, что некоторые мутации позволяют вирусу уклоняться от моноклональных антител, вакцины и естественные инфекции, кажется, приводят к широкому иммунному ответу, который нацелен на многие участки вируса, говорит Шейн Кротти из Института иммунологии Ла Джолла. Он отмечает, что корь и вирусы полиомиелита так и не научились противостоять вакцинам, нацеленным на них: "Это исторические примеры, свидетельствующие о том, что не стоит поднимать панику".
На пресс-конференции 22 декабря генеральный директор BioNTech Угур Шахин отметил, что британский вариант отличается лишь девятью из более чем 1270 аминокислот белка спайка, закодированных в матричной РНК в очень эффективной вакцине COVID-19, разработанной его компанией совместно с компанией Pfizer. "С научной точки зрения весьма вероятно, что иммунный ответ этой вакцины также сможет справиться с новым вирусом", - сказал он. В настоящее время проводятся эксперименты, которые вскоре должны подтвердить это, добавил Шахин.
Другой важный вопрос - как вирус сразу получил множество мутаций. До сих пор SARS-CoV-2, как правило, приобретал только от одной до двух мутаций в месяц. Ученые полагают, что новый вариант, возможно, прошел через период быстрой эволюции у хронически инфицированного пациента, который затем передал вирус. "Мы знаем, что это редкость, но это может произойти", - говорит эпидемиолог ВОЗ Мария Ван Керхове.
Себастьен Гальвиньяк-Спенсер, эволюционный вирусолог Института Роберта Коха, говорит, что новый локдаун КОВИД-19 в Великобритании и закрытие границ в других странах знаменуют собой первый раз, когда такие радикальные действия были предприняты на основе геномного наблюдения в сочетании с эпидемиологическими данными. "Это довольно беспрецедентно в таких масштабах", - говорит он. Обескураживающие мутации патогенных микроорганизмов, будет возникать все чаще, прогнозирует он. Большинство людей счастливы, что подготовились к урагану 4-й категории, даже если прогнозы окажутся неверными, говорит он. "Это немного похоже на это, за исключением того, что у нас гораздо меньше опыта в геномном наблюдении, чем в прогнозе погоды".
Для Ван Керхове приход B.1.1.7 показывает, насколько важно внимательно следить за вирусной эволюцией. По ее словам, в Соединенном Королевстве существует одна из самых продвинутых систем мониторинга в мире. "Меня беспокоит, как много подобного происходит в мире, где у нас нет возможностей для секвенирования". Другие страны должны активизировать свои усилия, говорит она. И все страны должны сделать все возможное, чтобы свести к минимуму передачу SARS-CoV-2 в ближайшие месяцы, добавляет Ван Керхове. "Чем больше будет циркулировать этот вирус, тем больше будет возможностей для его изменения", - говорит она. "Мы здесь играем в очень опасную игру".
