Постоянные инфекции у людей с ослабленным иммунитетом могут вызывать более частую мутацию вируса, потому что иммунная система человека не может избавиться от вируса так же быстро, как иммунная система здорового человека.
Авторы: профессор Венди Барклай, доктор Томас Пикок, профессор Джулиан Хискокс и Ребекка Пенрис-Рэндал объясняют важность мониторинга генетических изменений SARS-CoV-2 для будущего контроля над вирусом: «По мере появления все большего количества вариантов мы становимся лучше картина их общих сходств и различий и может лучше предсказать, как будут выглядеть другие новые варианты. Объединение всей этой информации также поможет нам разработать бустерные вакцины, которые защищают от как можно большего числа вариантов, или разработать целевую диагностику », – сказали они.
В их обзоре обсуждается, где произошли мутации, на какую часть вируса они влияют и как полученные варианты могут повлиять на усилия по вакцинации. По словам авторов, мутации в SARS-CoV-2 ожидаются, поскольку вирус адаптируется к человеку. «Секвенирование сезонных коронавирусов человека не проводилось в таком масштабе, как SARS-CoV-2, особенно когда они первоначально распространились на людей.
SARS-CoV-2 находится в начале своего пути у людей, тогда как другие человеческие коронавирусы существуют, в некоторых случаях, в течение многих десятилетий », – сказали они.
Варианты с одинаковыми или похожими мутациями возникли независимо в разных странах: «SARS-CoV-2, вероятно, все еще находит свое применение у людей с точки зрения оптимального заражения и передачи.
Масштаб вспышки и масштабные усилия по секвенированию позволят выявить сопутствующие мутации; По сути, вирус подвергается одинаковому давлению отбора, где бы вы ни находились, и все вспышки были засеяны одним и тем же исходным вирусом ", – пояснили авторы.
Особый интерес представляют мутации в белке шипа. Этот белок позволяет вирусу проникать в клетки-хозяева и является основной мишенью иммунной системы, включая иммунитет, создаваемый всеми современными вакцинами против SARS-CoV-2.
Мутации в гене, который кодирует спайк, могут изменить форму белка, что позволит ему больше не распознаваться иммунной системой.
Поскольку этот белок так важен для проникновения SARS-CoV-2, благоприятные мутации с большей вероятностью будут успешными и создадут новые, доминантные варианты вируса.
Изменения, дающие вирусу преимущество, могут быстро стать доминирующими. Например, одна мутация, названная D614G, была обнаружена в 80% вирусов SARS-CoV-2, секвенированных всего через четыре месяца после ее первого обнаружения. Теперь вирусы без мутации D614G обычно встречаются только в некоторых частях Африки.
Другая мутация, N501Y, обнаружена в варианте B SARS-CoV-2.1.1.7. Эта мутация считается результатом инфицирования человека с ослабленным иммунитетом и может способствовать тому, что вирус становится более заразным. Инфекции с этим вариантом имеют более высокий уровень летальности. В Великобритании B.1.1.7 стал доминирующим вариантом в течение трех месяцев и в настоящее время отвечает за более 90% инфекций.
Обсуждаемые в обзоре значительные мутации шипового белка включают:
D614G:
В феврале 2020 года в спайковом белке SARS-CoV-2 была обнаружена мутация, получившая название D614G. Было обнаружено, что эта мутация делает SARS-CoV-2 более заразным, но не делает вирус более опасным.
Это повышение инфекционности привело к значительному улучшению пригодности, и в течение четырех месяцев было обнаружено, что 80% вирусов SARS-CoV-2, секвенированных по всему миру, имеют мутацию. В настоящее время только в некоторых частях Африки циркулируют вирусы без мутации D614G.
Несмотря на первоначальные опасения, D614G не влияет на эффективность вакцины, а в некоторых случаях вирусы с мутацией D614G легче выводятся антителами против SARS-CoV-2.
Y435F:
В середине 2020 года участились сообщения о заражении норки от человека. У норок в шиповатом белке вируса обычно развиваются две мутации, называемые Y435F и N501T. Эти мутации обеспечивают более сильное связывание вируса с рецепторными клетками человека. Вирусы с этими мутациями были обнаружены в группе инфекций человека в Дании, предположительно, от норки.
Что касается этого варианта, то этот вариант мог заразить людей, которые ранее были инфицированы SARS-CoV-2 и, как считалось, имели некоторый иммунитет к этому вирусу. В результате было забито 17 миллионов норок.
Сообщалось также, что мутация Y435F возникла у человека с ослабленным иммунитетом, возможно, в результате хронической инфекции вирусом, позволяющей ему адаптироваться.
N501Y:
В декабре 2020 года в графстве Кент, Великобритания, был выделен вариант вируса с высокой степенью передачи. Этот вариант, названный B.1.1.7, содержал мутацию в шиповом белке под названием N501Y.
Эта мутация не только делает вирус более заразным, но и приводит к более высокому уровню смертности. В Великобритании B.1.1.7 в настоящее время является доминирующим вариантом и отвечает за более 90% инфекций.
Было обнаружено, что мутация N501Y мало влияет на иммунитет как от вакцин, так и от предыдущих инфекций.
E484K:
Мутация шипового белка E484K появилась в последние месяцы: один раз в Южной Африке и, по крайней мере, дважды в Бразилии. Варианты с мутацией E484K способны уклоняться от иммунной системы как вакцинированных, так и ранее инфицированных лиц.
Считается, что эта мутация была вызвана высоким уровнем популяционного иммунитета, который заставил мутации в спайковом белке ускользнуть от иммунной системы.
В Бразилии было несколько сообщений о том, что медицинские работники и другие люди с антителами против SARS-CoV-2 были повторно инфицированы вариантами с мутантом E484K, что вызывает опасения по поводу защиты вакцины от этого варианта.
В обзоре также рассматриваются мутации, которые вносят изменения в другие части вируса, такие как ORF8, дополнительный белок, который, как считается, подавляет иммунную систему хозяина. Было обнаружено, что вирусы с делецией в гене, кодирующем ORF8, вызывают менее тяжелое клиническое заболевание.
Авторы обзора призвали к активизации глобальных усилий по мониторингу мутаций SARS-CoV-2. В настоящее время Великобритания и Дания проводят непропорционально высокое секвенирование генома SARS-CoV-2. Регулярный мониторинг вируса позволяет на раннем этапе идентифицировать появляющиеся варианты и позволяет исследователям идентифицировать связанные мутации.
"Хотя геномный надзор в Европе и США достаточно силен, становится ясно, что существуют большие районы мира, в которых мы просто не знаем, какие варианты циркулируют. Они начинают появляться в Европе как импорт или как вспышки среди населения. Улучшение эпиднадзора в более широком диапазоне стран позволит нам лучше оценить риски, как может выглядеть следующая стадия пандемии ", – заявили авторы. "Если мы хотим отслеживать продолжающееся появление, распространение и импорт потенциальных мутантов, ускользающих от вакцины, мы должны продолжать эти усилия, иначе возникнет риск новых волн пандемии и отказа вакцины.
Более того, понимание геномной эпидемиологии вируса как можно раньше позволит нам быстро разработать обновленные бустеры вакцины."
Профессор Ален Коль, заместитель главного редактора журнала «Общая вирусология», сказал: «Появление вариантов SARS-CoV-2 – одна из серьезных проблем в продолжающейся пандемии.
В этой обзорной статье обобщаются наши текущие знания и понимание эволюции вируса, а также его последствий, например, с точки зрения вакцинации. Это представляет большой интерес для всех, кто хочет узнать больше об истории этого вируса и о том, что может быть в будущем."