Ученые из Швеции и Индии подробно описали характер мутаций, которые отличают новый, «британский» штамм коронавируса SARS-CoV-2. Чем он опасен, в каких странах распространяется и как с ним бороться?
Что такое «британский» штамм коронавируса?
Штамм 202012/01 — штамм вируса SARS-CoV-2, который вызывает COVID-19. Этот штамм был впервые обнаружен в начале декабря 2020 года во время пандемии в Великобритании. Наиболее ранние образцы с обнаруженным штаммом были отобраны 20 сентября.
К середине декабря штамм начал быстро распространяться. Это коррелирует со значительным увеличением частоты инфекций COVID-19 в Великобритании; это увеличение, как полагают, по крайней мере частично связано с мутацией N501Y внутри рецептор-связывающего домена спайкового гликопротеина, который связывается с рецептором ACE2 в клетках человека.
Штамм также примечателен большим количеством мутаций по сравнению с известной на декабрь 2020-го тенденцией мутирования SARS-CoV-2.
Штамм известен под несколькими названиями. В правительственных сообщениях и в СМИ его обычно называют «британский штамм COVID-19» и «британский штамм коронавируса».
Этот штамм ранее был назван «первым штаммом, находящимся на рассмотрении в декабре 2020 года» (VUI — 202012/01) Департаментом общественного здравоохранения Англии, но был переведен в категорию «Штамм, вызывающий озабоченность» Мирой Чанд и ее коллегами в отчете, опубликованном Организацией общественного здравоохранения Англии 21 декабря 2020 года.
В отчете, написанном от имени Консорциума геномики COVID-19 Великобритании (COG-UK), Эндрю Рамбо и его соавторы упомянули данный штамм под названием линия B.1.1.7. CDC также называет этот штамм 20B/501Y.V1.
Откуда он взялся?
Судя по всему, из ЮАР. Первое сообщение об этом штамме было опубликовано группой местных биологов под руководством да Оливейры 22 декабря 2020 года — образцы были собраны в начале октября. Поскольку не все страны проводят программы наблюдения за новыми штаммами, то само по себе первое обнаружение в стране, конечно, не доказывает, что вариант возник именно в том месте, где был обнаружен.
Свойства «британского» штамма
- Генетика
Мутации в вирусе SARS-CoV-2 случаются довольно часто: по данным Консорциума Геномики COVID-19 Великобритании (COG-UK), только в спайковом гликопротеине было обнаружено более 4 000 мутаций в разных штаммах этого вируса.
Штамм VOC-202012/01 определяется 23 мутациями: 13 несинонимичными мутациями, 4 делециями и 6 синонимичными мутациями (то есть 17 мутаций изменяют белки, а 6 — нет).
- Трансмиссивность
Британский научно-консультативный орган NERVTAG (Консультативная группа по новым и возникающим респираторным вирусам) 18 декабря 2020 года пришел к выводу, что у них есть умеренная уверенность в том, что VUI-202012/01 значительно более трансмиссивен, чем другие штаммы, при данных пока недостаточно для окончательных выводов об основном механизме повышенной трансмиссивности.
Данные, полученные NERVTAG, показали, что этот штамм имеет «коэффициент отбора» 0,70 (70%), предполагая интервал между поколениями 6,5 дней. В более поздних работах в качестве меры использовалось относительное число репродукций, являющееся показателем коэффициента отбора.
На основании несколько иных данных относительное число репродукций («мультипликативное преимущество») было определено равным 1,74 (это значит, что данный штамм на 74% более трансмиссивен).
Данный штамм стал доминирующим в Лондоне, а также на востоке и юго-востоке Англии в течение одного-двух месяцев. Подобный быстрый рост наблюдался и в Ирландии, и, похоже, данный штамм вскоре станет доминирующим и там.
Предполагается, что в США то же самое произойдет в марте. Всплеск инфекций SARS-CoV-2 в начале нового года рассматривается как результат повышенной трансмиссивности этого штамма, в то время как заболеваемость другими штаммами снижается. Это требует более жестких ограничений, чтобы избежать быстрого экспоненциального роста случаев заражения. Управление трансмиссией этого штамма, в свою очередь, выглядит все более слабым.
Эффективны ли против него вакцины?
Ранее было создано несколько вакцин против COVID-19.
Однако по мере того, как происходит больше мутаций, может потребоваться изменение вакцины. SARS-CoV-2 не мутирует так быстро, как, например, вирусы гриппа, и новые вакцины, которые доказали свою эффективность к концу 2020 года, представляют собой типы, которые при необходимости можно изменить.
По состоянию на конец 2020 года органы здравоохранения и эксперты Германии, Великобритании и Америки считают, что существующие вакцины будут столь же эффективны против штамма VOC-202012/01, как и против предыдущих штаммов.
18 декабря 2020 года NERVTAG пришла к выводу, что «в настоящее время недостаточно данных, чтобы сделать какой-либо вывод о нечувствительности данного штамма к вакцинным антигенам».
Пока что служба общественного здравоохранения Великобритании подтвердила, что «нет доказательств» того, что новый штамм будет устойчивым к вакцине Pfizer-BioNTech, которая в настоящее время используется в программе вакцинации Великобритании, так что привитые люди по-прежнему защищены.
В чем особенность «британского» штамма?
В целом «британский» штамм имеет 29 мутаций по сравнению с исходным штаммом Wuhan. Это говорит о том, что он мутирует намного быстрее последнего, для которого вирусологи фиксировали примерно две мутации в месяц.
При этом многие мутации, обнаруженные в белке шипа нового штамма, облегчают связывание вируса с рецепторами клеток-хозяев. Поэтому ученые высказывают предположения, что штамм B.1.1.7 будет более опасным — обладать более высокой вирулентностью, а, возможно, и способностью уклоняться от действия разработанных вакцин.
В новом исследовании авторы решили с помощью компьютерного моделирования предсказать, как различные мутации «британского» штамма повлияют на скорость распространения и тяжесть инфекции, а также репликацию и патогенез самого вируса.
Для объяснения необычно высокой частоты мутаций, происходящих как в шиповом S-белке, так и в N-концевом домене, исследователи предлагают три варианта объяснений:
- длительное инфицирование вирусом пациента с ослабленным иммунитетом позволило вирусу мутировать с высокой скоростью;
- адаптивные мутации начались еще у животных-хозяев, были переданы человеку путем зоонозной передачи и продолжились в организме человека-хозяина;
- селективный отбор, происходящий в структуре вируса под давлением со стороны антител.
Результаты моделирования показали, что стабильность водородных связей у мутантного варианта выше. Его шиповой белок также образует большее количество связей с рецептором клеток-хозяев, и эти связи сохраняются в течение более длительного времени. Оценочная скорость передачи штамма B.1.1.7 на 70% выше, а число репродукций на 0,4 больше, чем у классического варианта.
Опасность, по мнению авторов, заключается еще и в том, что по стандартам тестирования полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией, или ОТ-ПЦР может не распознавать вирусную РНК нового штамма. Также измененный мутациями штамм может позволить ему избежать нейтрализации антителами и снизить эффективность вакцин.
Он мутирует?
Да, 2 февраля стало известно, что штамм приобрел одну из ключевых мутаций в шиповидном белке, которые наблюдаются у «бразильского» и «южноафриканского» штаммов вируса.
Речь идет о мутации E484K, которая, предположительно, помогает вирусу ускользать от иммунного ответа и может снижать эффективность применяемых вакцин. Пока сообщается об 11 случаях, когда E484K выявлялась в геноме В.1.1.7. Как отмечают эксперты, речь, по всей вероятности, идет о не связанных друг с другом случаях изменения генома вируса.
Полученные данные свидетельствуют о том, что люди, уже переболевшие коронавирусной инфекцией, могут заразиться новым штаммом, так как их иммунная система не справится мутировавшим возбудителем.
Где он распространен?
Сейчас — практически по всему миру. Согласно данным крупнейшей базы геномов GISAID, больше всего соответствующих образцов обнаружено в Великобритании, Дании, США, Франции, Испании и Ирландии, есть геномы даже из таких относительно благополучных стран, как Новая Зеландия и Сингапур. Карты распространения можно посмотреть здесь.
С наличием штамма в России ситуация не вполне ясная. 10 января о его обнаружении в стране сообщала Анна Попова. Однако в крупнейшей открытой международной базе GISAID геномов варианта B.1.1.7. из России нет.
Читать далее
Посмотрите на изображение Марса из 8 триллионов пикселей
Ученые вывели замену для теории относительности. В чем суть «теории всего»?