Почему произошла вспышка мутаций коронавируса

Дарья Ларина
27 декабря 2020, 01:01

Помощь людям с ослабленным иммунитетом может сыграть основную роль в предотвращении мутации SARS-CoV-2. Вслед за созданием вакцин, в мире набирают силу работы по мониторингу изменчивости его генома. В декабре компания из Петербурга.сообщила и о разработке первой отечественной тест-системы для секвенирования полного генома коронавируса.

«Гонка вооружений» между вирусом и иммунитетом

Когда вирус только появился год назад, ученые успокаивали общественность тем, что он мутирует не так быстро — патоген, на их взгляд, был довольно стабильным. Но последние новости из Великобритании показывают, что SARS-CoV-2 может быть более изменчивым, чем мы думали. Исследователи из Соединенного Королевства предполагают, что первоначальный вариант вируса накопил 17 новых мутаций за короткий промежуток времени. Теперь вирусологи изо всех сил пытаются выяснить, стал ли он более опасным. Из предосторожности 40 стран уже ввели ограничения на поездки в Великобританию.

Такие тревожные события происходят в поворотный момент пандемии: организации общественного здравоохранения по всему миру сейчас пытаются решить, кому в первую очередь следует получить вакцины против COVID-19. Сообщения о том, что у нового коронавируса одновременно возникло так много мутаций (и что эти мутации могут иметь эпидемиологические последствия) делают эти решения еще более ответственными.
Сейчас основная теория ученых заключается в том, что вирус мутирует в тех случаях, когда попадает в организм людей с ослабленным иммунитетом — у них патоген имеет больше возможностей для развития. Таким образом, способом предотвращения мутаций SARS-CoV-2 может стать приоритетная вакцинация людей с ослабленным иммунитетом. Однако практическая реализация такого подхода наверняка связана как с тонкими медицинскими, требующими индивидуального подхода, так и с организационными проблемами.

Конечно, возможно и такое, что в Соединенном Королевстве просто недостаточно тщательно отслеживали вирус и упустили постепенное накопление изменений, пока он передавался от человека к человеку. Но есть один определяющий фактор — внезапность, с которой возник ряд новых мутаций. Это всерьез заставило исследователей убедиться в том, что все или большинство изменений развились у одного человека.
Когда в чьем-то теле сохраняется активная инфекция, между вирусом и иммунной системой может возникнуть «гонка вооружений». Со временем, мутации, которые позволяют вирусу уклоняться от последовательных волн защиты, могут накапливаться. Соответственно, чем дольше длится инфекция у человека, тем больше возможностей для мутаций.

Сейчас, напомним, приоритеты доступа к прививке от коронавируса расставляются по профессиональным категориям, круг которых все время расширяется. Так, в декабре в России вакцинация началась с московских врачей, работников образования и соцработников, включив затем сотрудников МФЦ, учреждений культуры, предприятий торговли и сферы услуг, а потом ряды вакцинируемых пополнили работники промышленности, транспорта и СМИ. В Петербурге также начали с медиков, на втором месте педагоги и затем силовики. И уже объявлено о безопасности отечественной вакцины «Спутник-V» для людей старше 60 лет.

От к COVID-19 «COVID-21»?

С самого начала пандемии врачи подозревали, что люди с ослабленным иммунитетом особенно подвержены продолжительной болезни. Считается, что большинство людей с COVID-19 не заразны уже через 10 дней с момента начала болезни, но было выявлено множество необычных случаев, как правило, у людей с ослабленной иммунной системой. 71-летняя женщина, которая заразилась вирусом в доме престарелых в Вашингтоне в феврале и у которой был вид рака, ограничивавший выработку антител, в конечном итоге оставалась заразной не менее 70 дней.
Вирус, безусловно, более стабилен в течение обычного, более короткого случая заражения COVID. В ранее упомянутом исследовании британских ученых было обнаружено очень мало вирусных мутаций в общей выборке из более чем 1000 человек, болевших вирусом.

К сожалению, исследования, в которых участвовали люди с ослабленным иммунитетом, были менее обнадеживающими. Ученые из Мичигана наблюдали за 60-летним мужчиной, больным раком, который принимал лекарства для подавления В-клеток — они обеспечивают более активный и быстрый ответ иммунной системы, а также способствуют выработке антител. За четыре месяца наблюдений исследователи обнаружили, что белок SARS-CoV-2, который является основной мишенью вакцин против COVID, остался неизменным. Однако у них получилось обнаружить другие мутации, возникновение которых не было непосредственно привязано к белку.
Между тем, ученые, изучавшие женщину из дома престарелых в Вашингтоне, наблюдали «заметную геномную эволюцию SARS-CoV-2 с непрерывным обменом доминантных вариантов вируса в теле носителя». Другими словами, вирус определенно эволюционировал в ходе ее инфекции.

Еще одно исследование, опубликованное в начале этого месяца в The New England Journal of Medicine, подробно описывает траекторию распространения вируса у 45-летнего мужчины с аутоиммунным заболеванием. Ученые обнаружили ускоренную эволюцию вируса, и многие из мутаций были опять же в белке. Они также писали, что большинство людей с ослабленным иммунитетом излечиваются от инфекций SARS-CoV-2 без серьезных осложнений, но «этот случай подчеркивает возможность стойкой инфекции и ускоренной вирусной эволюции, связанной с состоянием ослабленного иммунитета».

То же явление наблюдалось и при других заболеваниях. ВИЧ атакует иммунную функцию организма — это позволяет ему развиваться с поразительно высокой скоростью, что еще больше усложняет выработку антител, которые нейтрализуют вирус. По тому же механизму ВИЧ-инфекции позволяют другим вирусам у человека существовать дольше и трансформироваться. Например, вирус простого герпеса может развить необычную лекарственную устойчивость у больных СПИДом.

Второй фронт

Хорошая новость заключается в том, что если мутация происходит в самом белке, как это было в большинстве случаев, то вакцина должна помочь, так как борется именно с белковой структурой SARS-CoV-2. Но в первую очередь, нам нужно лучше понять, какие именно пациенты наиболее уязвимы во время длительного заражения. Категория «с ослабленным иммунитетом» охватывает очень широкий спектр различных состояний, и не все они связаны с одинаковым риском.

Вирусолог Георгий Ефимов, отмечает, что этот термин может включать людей, рожденных с редкими заболеваниями, снижающими способность бороться с патогенами, а также тех, кто принимает иммунодепрессанты для трансплантации или подавления аутоиммунного заболевания.
Понятно, что вакцинировать каждого человека с ослабленным иммунитетом невозможно, но нам, по крайней мере, нужен лучший мониторинг потенциальных изменений SARS-CoV-2. Странам следует делать больше для помощи в организации усилий по отслеживанию изменений вируса. Георгий Ефимов объяснил, что нужно постоянно проводить мониторинг генетических материалов и секвенировать их (то есть определять точную последовательность аминокислот). 

У центра по контролю и профилактике заболеваний США уже есть программа под названием «Сферы», в рамках которой были попытки собрать данные о последовательности мутации вируса. Но видимо не очень удачно: в то время, как в Великобритании было секвенировано примерно 10 процентов случаев COVID-19, США удалось проанализировать лишь 0,3 процента.
Недавно первые попытки секвенирования были предприняты и в России. 7 декабря петербургская компания Parseq Lab сообщила, что разработала первую отечественную тест-систему для секвенирования полного генома SARS-Cov-2. До конца этого года компания обещает проанализировать 700 геномов. Будем надеется, что у российских специалистов в скором времени получится приблизиться к результатам британцев.

Только при таком внимательном изучении возможно выявлять мутации заранее и предотвращать вспышки новой формы вируса.
Более эффективный мониторинг вирусной эволюции может также помочь прояснить вопрос о том, у каких именно больных будут накапливаться изменения. Это действительно нелегко сделать, тем более, что у врачей и ученых сейчас и так немало работы. Несмотря на это, выявление новых мутаций является еще одним фронтом борьбы на опережение коронавируса, как и работа над вакциной — во избежание худших сценариев развития ситуации.