Мутации вируса COVID-19: что нам известно о новых разновидностях коронавируса

Все время с начала эпидемии Covid-19, вирус SARS-CoV-2 подвергается постоянным мутациям. Это означает, что изменяются его свойства, и не исключено, что новые разновидности вируса способны стать более опасными, к примеру, легче переходить от зараженных людей к здоровым или быть причиной более серьезных осложнений.

Появились первые сообщения о вторичном заражении, когда люди, вылечившиеся от коронавирусной, инфекции болеют во второй раз, заразившись другим ее штаммом, причем, в некоторых случаях, болезнь протекает более тяжело. 

Какие вирусные культуры (штаммы) известны на сегодня науке, и какую опасность представляют для человека? Может ли создаваемая сейчас антикоронавирусная вакцина бороться со всеми появившимися штаммами SARS-CoV-2?

Как появляются новые вирусные штаммы?

У любого вируса есть свой геном – это уникальный набор нуклеиновых кислот, который заключен в оболочку из молекул белка.

Геном коронавируса – это длинная цепочка макромолекул рибонуклеиновой кислоты (РНК), которая состоит из порядка 30 000 нуклеотидов, расположенных в определенной последовательности. И этот порядок в цепочке способен изменяться: при создании новых разновидностей коронавируса в любом месте цепи РНК существует возможность ошибки, при которой один нуклеотид будет заменен другим. Вследствие этого произойдет небольшая трансформация кода всей последовательности нуклеотидов. 

При каждом копировании вируса в человеческом организме, его генетический код может измениться, и будет немного другим. Эти метаморфозы могут быть совсем небольшими, но с их помощью можно выявить взаимосвязь между зараженными пациентами или узнать путь, проделанный коронавирусом.

Применяя понятие «штамм», исследователи подразумевают под ним разновидность вируса, с другим наследственным материалом, который отличается от своего «родителя» одной или многими мутациями. От всей цепочки РНК отличие может заключаться в долях процента, но каждое последующее изменение способно стать дать начало новому ответвлению коронавируса - т. е. появлению другого штамма.

Темпы мутирования у различных вирусов имеют заметные отличия друг от друга. В частности, научные данные показывают, что скорость генетических изменений SARS-CoV-2 не очень высока. Большая часть его геномов различаются между собой малым числом точечных замен, а количество отличий от первоначального вида не выше 30 на 30000 нуклеотидов.

Какие коронавирусные штаммы на сегодняшний день известны ученым?

Существуют 7 главных разновидностей коронавируса, которых обозначают литерами GR, G, GH, O, S, L и V. Первым был выявлен штамм L в г. Ухане в последний месяц 2019 года. Но к настоящему времени он постепенно пропадает.

Другие штаммы распределяются по миру разнородно: в каждой части света, по большей части, есть не больше 2-х главных видов. Их распределение по разным регионам мира можно увидеть на интерактивной карте Nextstrain, созданной исследователями, осуществляющими мониторинг изменений SARS-CoV-2.

Например, специалисты научно-исследовательского центра «Вектор» (РФ) заявили об обнаружении более восьмидесяти мутаций коронавируса. Однако, согласно статистической информации, собранной Роспотребнадзором, наибольшее распространение по всей стране получили 2 штамма – азиатский и европейский. Причем первый из них завезли не из КНР, а из прочих государств Юго-Восточной Азии.

 В 99% процентах тестов на коронавирус в РФ обнаруживаются именно эти 2 штамма.

Мутации коронавируса в Российской Федерации

Общее количество изменений в геноме вируса COVID-19, обнаруженных исследователями в результате его секвенирования, насчитывает несколько тысяч, но только совсем немногие из них стабилизировались и стали передаваться по наследству, объясняют специалисты Роспотребнадзора. На сегодня зафиксированы примерно 22 стабильные мутации, которые имели место с января по март 2020 года. В более позднее время новые штаммы больше широко не разносились.

После появления коронавируса в России в его наследственном аппарате стабилизировались 3 главные виды мутаций, которые создали 3 ветви дальнейшей эволюции. К началу апреля 2020 года развитие данных 3 групп приостановилось и главными штаммами, которые в дальнейшем начинают циркулировать по России, стали штаммы с генными мутациями S (D614G) и ORF1b (P314L).

Эти два изменения являются самыми важными мутациями в геноме возбудителя коронавирусной болезни в России, подчеркивают специалисты Роспотребнадзора. По мнению ученых, изменение в гене S связано с уменьшением патогенности вируса SARS-CoV-2. Хотя причиной тому может быть и совершенствование терапии в процессе эпидемии.

 Каким образом влияют изменения в гене?

К сожалению, эта проблема изучена недостаточно и требует дополнительных исследований. Мутации вирусов происходят непрерывно, однако у коронавирусов этот процесс идет намного медленнее, чем у других РНК-вирусов.

Хотя вирус COVID-19 многие месяцы активно циркулирует по миру, его изменения составляют 0,1 процента по сравнению с тем возбудителем инфекции, который был зафиксирован в декабре 2019 года в КНР. Главные его мутации произошли в первые месяцы эпидемии, а разновидности этого вируса, которые широко распространились во всех странах мира, на сегодня очень похожи на те, что появились весной.

Штамм S (D614G), впервые обнаруженный несколько месяцев назад в Индонезии, в настоящее время внимательно изучается в лабораториях многих стран мира. В первых сообщениях об этом вирусе утверждалось, что его патогенность в десять раз выше по сравнению с первоначальным вариантом коронавируса в Ухане.

Авторы целого ряда научных работ, находящихся сегодня на этапе препринта (т.е. те, которые не имеют научных рецензий и не опубликованы в научных журналах), предполагают, что у данного штамма, вероятнее всего, значительно выше вирусная нагрузка и контагиозность, но однозначно утверждать это пока рано.

В вирусе в относительно короткие сроки произошли изменения в белковой оболочке вириона S (спайк), в результате чего усилилась его способность к заражению. Вместе с тем, это не сделало течение болезни более тяжелым. Другие изменения в этом штамме очень незначительны.

Первые разновидности SARS-CoV-2, с мутациями которые чаще встречаются в России, были зафиксированы в начале 2020 г. в КНР, а потом – в Австралии. И уже в феврале эти же виды были выявлены в большей части европейских стран, в Соединенных Штатах, Мексике, Бразилии, Саудовской Аравии, Марокко и Сенегале.

Подробное изучение геномов SARS-CoV-2, подтвердило, что в целом наибольшее распространение имеют штаммы, которые были привезены из западноевропейских стран в весной 2020 г., отметили специалисты Роспотребнадзора. Неделю назад руководитель ведомства Анна Попова сообщила, что за прошедшие 9 месяцев вирус COVID-19 изменился очень незначительно и не изменился в тех его способностях, которых можно обозначить как «злобность» и «агрессию», т. е. свойствах, отвечающих за проявления болезни.

В ведомстве полагают, что у SARS-CoV-2 низкая способность к видоизменению - за один месяц он совершает не больше 2 точечных изменений, а за год соответственно может случиться, примерно 24 мутации. Главные виды коронавируса, которые циркулируют в России, в целом аналогичны таковым в Европе, хотя некоторые отличия все же существуют.

Тем не менее, по словам Любови Козловской из НИИ им.Чумакова, пока нет никаких оснований чтобы думать, что они каким-то образом меняют клинические проявления болезни, а также течение эпидемии коронавируса в России по сравнению с европейскими странами,.

Каждый месяц в Федеральном бюджетном учреждении науки «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» расшифровывается около 150 геномов нового вируса SARS-CoV-2. Полученная информация применяется для проверки актуальности диагностических тестов, которые используют для выявления коронавирусной болезни, а также для обнаружения случаев завоза инфекции из зарубежных стран и оценки особенности генетического разнообразия коронавируса в регионах России.

В наши дни исследователи проводят секвенирование вирусных геномов и сбор научной информации в лабораториях разных стран мира. Специалисты выясняют взаимосвязь вирусных геномов и состояние здоровья больных, от которых они были получены, чтобы выяснить значение самых известных и часто встречающихся мутаций. 

Определить воздействие каждой отдельной мутации на общую картину коронавирусной болезни очень не просто. Исследователи должны выяснить роль каждой из существующих мутаций в структуре мутантных белков, а также понять значение этих изменений в развитии наиболее характерных симптомов. Кроме того, необходимо определить причины заболеваний легких в опытах с лабораторными животными.

Нужно ли опасаться мутаций коронавируса?

Главной проблемой, стоящей перед исследователями по причине происходящих непрерывных изменений вируса SARS-CoV-2, заключается в создании такой вакцины, которая сможет гарантировать иммунную защиту и при этом оставаться одинаково надежной к различным разновидностям коронавируса. Также остаётся актуальной задача изучить, в чем заключается различие действия инфекции на больного. К примеру, являются ли одни культуры вируса более кантагиозными, чем другие.

По мнению ученых, пока мутации вируса не представляют большой опасности. Тем не менее, по сообщениям научных изданий уже известен ряд случаев повторного инфицирования вирусом SARS-CoV-2.

Для признания вторичного инфицирования коронавирусом, специалисты всякий раз исследуют его геном, чтобы быть уверенными, что эта разновидность вирусного возбудителя не совпадает с той, что была в первом случае болезни. По-другому невозможно доказать, что произошла новая инфекция, а не продолжается рецидив первого заболевания.

Информационное агентство BNO из Нидерландов занимается подсчетом всех случаев вторичных заражений, о которых где-либо была информация, при этом всякий раз указывая ее источник. По данным этого СМИ, в мире зафиксировано 24 эпизода вторичной коронавирусной болезни, из которых одна закончилась летальным исходом. Умерла больная женщина в возрасте 89 лет, страдавшая раковым заболеванием.

Подобные случаи болезни были в США, Бельгии, Эквадоре и Гонконге.

В октябре 2020 года в авторитетном медицинском издании «Ланцет» появилась публикация, в которой было описано 2 случая вторичного заражения Covid-19. Например, в США в Неваде мужчину в возрасте 25 лет поместили в стационар из-за дыхательной недостаточности, в дальнейшем исследования на компьютерном томографе обнаружили у него пневмонию вирусной этиологии.

Медики определили, что он был инфицирован другой разновидностью коронавируса, которая генетически отличалась от предыдущего вирусного возбудителя. Это доказывает, что после первого заболевания нет полной гарантии появления устойчивого иммунитета к этой инфекции, - говорят исследователи. Поэтому всем людям в т. ч. и тем, у которых раньше было выявлено коронавирусное заболевание, необходимо придерживаться установленных защитных профилактических мероприятий.

Насколько действенными окажутся новые вакцины, если вирус постоянно изменяется?

Общеизвестно, сто вирус COVID-19 изменяется более медленно, чем возбудители гриппа: по различным научным данным, в 2 раза или на 30%. Поэтому антикоронавирусная вакцина «скорее всего, будет более устойчивой и результативной, чем вакцина от гриппа», - предполагает Джулиан Танг, клинический вирусолог из Лестерского университета (Великобритания)

Однако пока не ясно насколько долго будет держаться иммунитет, выработанный после применения вакцины, даже если она окажется эффективной в борьбе с вирусом SARS-CoV-2. Результативность вакцины может быть связана и с персональными свойствами организма человека – подобно тому, как действуют препараты против гриппа.

Исследователи полагают, что новые вакцины, которые создаются сегодня во многих странах мира против первых разновидностей SARS-CoV-2, будут иметь хорошую эффективность и против других новых штаммов.

К данному выводу пришла объединенная команда учёных из Австралии и США, недавно опубликовавшие в издании NPJ Vaccines результаты своей работы, выполненной с использованием компьютерного моделирования и проведения экспериментов на лабораторных животных. Для своих исследований учёные использовали экспериментальный препарат INO-4800, который разработала биотехнологическая компания Inovio Pharmaceuticals из США.

Сегодня большая часть вакцин, создаваемых в разных странах мира, используют модель первичного штамма D - самого распространенного из известных в то время ученым.

С этого времени коронавирус, в ходе генетических мутаций, изменился в новый штамм G. Его разновидности на данный момент преобладают в большинстве стран мира. Ученые прежде опасались, что эти изменения негативно повлияют на действенность создаваемых вакцин. Однако, невзирая на наличие мутации D614G белке, ученые, используя моделирование и лабораторные эксперименты, доказали, что новые вакцины не потеряют от этого своей эффективности.

Кроме того стало ясно, что штамм G, который имеет наибольшую распространенность в мире, вероятней всего не потребует регулярного создания новых вариантов вакцин, как это приходится делать против вируса гриппа, вакцину против которого необходимо обновлять каждый сезон.

Следует помнить, что на сегодняшний день ни один из разработчиков противокоронавирусных вакцин в мире не прошёл 3 этапа клинических испытаний - только после их завершения можно сделать заключение о её результативности.

Лишь после 3-го этапа клинических испытаний, с участием несколько десятков тысяч участников, ученые сделают заключение по поводу надежности создаваемого вакциной приобретенного иммунитета против вируса COVID-19.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

• 172 НЕОБЫЧНЫХ ПОБОЧНЫХ ДЕЙСТВИЯ ПОСЛЕ КОРОНАВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ
• НОВЕЙШЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ ПОЗВОЛИТ ЗАБЛОКИРОВАТЬ ПЕРЕДАЧУ ВИРУСОВ ОТ ЖИВОТНЫХ К ЧЕЛОВЕКУ

♦♦♦

БЛАГОДАРИМ, ЧТО ВЫ ДОКОНЦА ДОЧИТАЛИ НАШУ СТАТЬЮ. Возможно Вам будет интересно подписаться на нашу еженедельную рассылку "Рецепты здоровья мировой медицины" чтобы быть в курсе самых современных технологий мировой медицины по лечению, диагностике и профилактики в области гинекологии и акушерства, гастроэнтерологии, дерматологии, кардиологии, хирургии, пластической хирургии, стоматологии, офтальмологии, ортопедии и онкологии, а также здорового образа жизни. Кроме этого, все подписчики нашей рассылки имеют право на получение льгот при лечении и диагностике в Израиле. С перечнем льгот, Вы можете ознакомиться по этой ссылке.

---