Как коронавирус мутирует
Главная цель любого вируса — попасть в организм носителя и начать в нём размножаться. Для этого SARS-CoV-2 проникает в клетку, используя свой белок-шип (S-белок). Он служит своего рода отмычкой и соединяется с рецептором ACE2 клетки. Однако на этом процесс развития коронавирусной инфекции не заканчивается. Пробив иммунный барьер, SARS-CoV-2 начинает интенсивно создавать собственные копии. При этом могут накапливаться мутации — случайные изменения последовательности генов коронавируса. Это своего рода ошибки при штамповке «клонов»: замена одной аминокислоты на другую, потеря участка, случайные вставки и т. д. Часть таких мутаций закрепляется, если приносит пользу вирусу и даёт ему преимущество в эволюционной гонке (например, позволяет распространяться быстрее патогенов-соперников). Другие попросту теряются и стираются самим же коронавирусом. Чем дольше SARS-CoV-2 находится в организме человека, тем больше своих копий он производит. Соответственно, накапливается большее количество мутаций, которые потом позволяют патогену выйти на новый уровень — формируют новый штамм. Учёные подсчитали, что в среднем SARS-CoV-2 образует 1-2 мутации каждый месяц.
От летучих мышей к человеку
SARS-CoV-2 изначально не был вирусом, поражающим организм человека. В природе он встречается у летучих мышей. Схожие с ним вирусы распространены в популяциях рукокрылых Лаоса и КНР. Однако исследователи допускают, что между летучими мышами и человеком могло быть промежуточное звено (например, панголины). Заражая разные виды, SARS-CoV-2 накапливал мутации, которые в конце концов помогли ему распространиться и на человеческую популяцию.
Первый заболевший COVID-19 был выявлен в Китае 26.12.2019 г. в городе Ухань. Позже аналогичный вирус был обнаружен ещё у 9 пациентов в том же городском госпитале. Фактически именно с этого времени началась пандемия. Позже, когда заразившиеся начнут поступать в больницы в огромных количествах, выяснится, что контагиозность нового патогена в среднем составляет 2-3 человека, что значительно больше, чем у вирусов гриппа. Выше и летальность вызываемого патогеном заболевания — смертность 3-4% против 0,1% у гриппа.
Само заболевание поначалу походит на простуду и характеризуется головными и мышечными болями, астенией, лихорадкой, затруднённым дыханием и кашлем, переходящими в пневмонию. Отличительной особенностью болезни стала потеря вкуса и обоняния. В тяжёлых случаях больным требовался аппарат ИВЛ. Однако болезнь могла проходить легко и даже бессимптомно, что затрудняло контроль заболеваемости и вызвало необходимость отслеживать круг контактов заразившихся. Инкубационный период коронавирусной инфекции в зависимости от разных факторов составлял от 2 дней до 2 недель.
Многообразие штаммов
Переменчивая натура нового патогена проявила себя практически сразу. Уже в феврале 2020 г. учёные, исследовавшие SARS-CoV-2, обнаружили в структуре его S-белка мутацию D614G (замена аспартата на глицин в одной из позиций генома). В результате его форма стала более стабильной, что позволило патогену выдерживать низкие и высокие температуры, а также меньше зависеть от условий окружающей среды. Именно эта мутация стала залогом активного и быстрого распространения коронавируса в мире. Она есть во всех известных штаммах SARS-CoV-2. Однако само развитие патогена пошло не линейно. Коронавирус распространился по миру, но в разных странах и на разных континентах стали формироваться свои штаммы, каждому из которых присваивалась одна из букв греческого алфавита. Несмотря на такую упорядоченность, очерёдность букв не отображает последовательности обнаружения вариантов.
1. Штамм «Альфа» нашли в Великобритании в декабре 2020 г. Он стал быстро распространяться в стране, вытесняя предыдущие вариации, однако не слишком отличался от них как по симптоматике, так и по уровню опасности. Помимо D614G в нём было ещё около 10 мутаций.
2. Вариант «Бета» нашли в ЮАР в мае 2020 г. Специалисты сразу стаи считать его более опасным, чем «Альфа». Штамм действительно обладал повышенной контагиозностью (мутации D614G и N501Y) вкупе с высоким риском госпитализации и гибели. Именно этот штамм впервые продемонстрировал способность ускользать от иммунной защиты (мутация E484K и K417N), вызванной вакцинами, оставив не у дел препарат «AstraZeneca». Все значимые изменения также были накоплены в структуре S-белка.
3. Штамм «Гамма» нашли в ноябре 2020 г. в Бразилии. Он стал виновником повторной вспышки коронавируса в городе Манаус. Причиной стала высокая заразность нового патогена — вирусу удалось накопить 12 мутаций в шиповидном белке, и стать в 2,6 раза заразнее уханьского.
4. Штамм «Дельта» наделал настоящий переполох в Индии, откуда начал победоносное шествие по миру. Первые случаи стали находить в октябре 2020 г., но настоящая эпидемия в стране разразилась лишь весной 2021 г. Исследователи отмечали сокращение инкубационного периода, более тяжёлую симптоматику заболевания и высокие риски госпитализации. Болезнь сопровождалась вторичными грибковыми инфекциями (мукормикоз) и опасными последствиями для работы сердечно-сосудистой системы (тромбоз и др.). Вариант отличался повышенной заразностью даже относительно ранее выявленных штаммов: мутации L452R и T478K укрепляли связь с ACE2, а P681R позволяла легче проникать в клетки организма. Такая комбинация понизила эффективность абсолютно всех вакцин и поставила под угрозу жизни миллионов человек.
5. Вариант «Эпсилон», найденный в июле 2020 г. в Калифорнии (США) тоже накопил до 10 мутаций и имел в этом наборе уже известную L452R, что делало его на 20% заразнее уханьского штамма.
6. Вариант «Эта» находили в Великобритании и Нигерии в декабре 2020 г. Этот вирус накопил 16 мутаций, одна из которых (E484K) позволяла ему ускользать от иммунной защиты.
7. Филиппинский вариант «Тета» отличился 22 мутациями, среди которых были те, что отвечали за прочность связи с ACE2 и способность «уворачиваться» от антител. Его обнаружили в феврале 2021 г.
8. Выявленный в Нью-Йорке в ноябре 2020 г. штамм «Йота» также уклонялся от иммунитета и усиливал связь с рецептором клетки за счёт мутаций E484K и S477N.
9. Вариант «Каппа» был первым индийским мутантом. Его нашли в декабре 2020 г. В его геноме выявлено больше 20 мутаций, 4 из которых относились к S-белку. Этот штамм снижал эффективность вакцин, хоть и не вызвал такой бури, как «Дельта».
10. Вариант «Лямбда» из Перу с августа 2020 г. быстро распространился по Южной Америке, успешно противодействуя вакцинам и выработанному после болезни иммунитету.
11. Штамм «Мю» нашли в январе 2021 г. в Колумбии. Для него характерна 21 мутация, 9 из которых пришлись на шиповидный белок.
12. Штамм «Омикрон» выявили 24 ноября 2021 г. в ЮАР. Этот коронавирус накопил порядка 50 мутаций. На шиповидный белок пришлось 30 из них. Такое сочетание сделало вирус практически неуловимым для иммунной системы. Чтобы противостоять ему, медики всех стран стали рекомендовать пациентам делать бустерную вакцинацию. На фоне повышенной заразности патогена отмечается мягкость симптомов заболевания. Вместо пневмонии «Омикрон» вызывает у привитых заразившихся сильнейший насморк. Отмечаются также лихорадка, кашель и астения. Однако 50 мутаций коронавирусу показалось мало. «Омикрон» продолжает эволюционировать, и сейчас есть три основных линии развития этого вируса:
— BA.1 — линия, найденная в ноябре 2021 г. Встречается в ЮАР, Европе и США.
— BA.2, прозванный «невидимкой» за свою способность уходить от иммунитета. Он на 30% заразнее исходного «Омикрона» и отличается от него 28 мутациями. Преобладает в Дании, Индии и Бангладеш, начинает активно распространяться в США.
— BA.3 можно найти в Польше и США. Незначительно отличается от BA.1. Изменения симптоматики не выявлено.
Часть специалистов считает, что «Омикрон» положит конец пандемии, распространившись на всю человеческую популяцию и вытеснив другие варианты. Но штамм продолжает развиваться и совершенствовать навыки «взломщика» иммунной системы. Одна из трёх линий развития этого коронавируса значительно отличается от найденной в ЮАР и существенно превосходит её по способности передаваться от человека к человеку. SARS-CoV-2 склонен меняться и каждый месяц образует по 1-2 новых мутации. Поэтому расслабляться и отменять все ограничения на фоне спада заболеваемости не стоит. Дезинфекция общественных мест всё так же необходима, чтобы прерывать цепочки распространения вируса. Важно помнить о масках, социальной дистанции и гигиене. Помните, что процесс мутации коронавирусов непредсказуем. Никто не может гарантировать, что новое изменение в геноме не сделает SARS-CoV-2 опаснее
Комментарии ()