Ученые отслеживают мутации коронавируса, чтобы исследовать их и определить потенциальный вред, которые они могут нанести. Варианты коронавируса заносят в списки и точечно тестируют каждый. Рассказываем, какие из уже изученных штаммов потенциально более опасны и почему.
Как появляются штаммы
Вирусы размножаются только внутри живой клетки, используя ее ресурсы. Для этого им нужно удвоить РНК. Это сложный многоступенчатый процесс, в котором возникают ошибки. Самые типичные — перестановка нуклеотидов, замена одного на другой. Это называют точечной мутацией. При удвоении РНК возможны потери небольших последовательностей или, наоборот, вставка.
В мире не существует общепризнанной номенклатуры названия штаммов, и используемые названия достаточно произвольны. Как правило, они состоят из отдельных букв и цифр, которые записываются после видового названия. Например, один из самых известных штаммов кишечной палочки — E. coli K−12.
Вирус старается исправить сбои репликации, но не всегда удачно. Если мутация дает патогену какое-то жизненное преимущество, она может закрепиться.
На данный момент известно, что SARS-CoV-2 накапливает мутации примерно с той же скоростью, что и возбудитель гриппа. Мутации в геноме коронавируса нового типа почти всегда возникают не из-за случайных ошибок во время его копирования, как у многих других вирусов, а в результате повреждения или неправильного редактирования уже готовой копии РНК вируса.
Как находят новые штаммы COVID-19
У больных берут образцы слизистой и расшифровывают геном возбудителя. Эту информацию загружают в общие базы данных и сравнивают. Например, в базе GISAID больше 2 млн геномов коронавируса со всего мира. Там есть трекер, визуализирующий, какой вариант в какой стране выявили.
К 16 января Роспотребнадзор сообщил, что придумал специальный тест, который будет определять британский штамм. Результат он покажет через 1,5 часа после того, как у человека взяли мазок.
Нужны более углубленные и сложные тесты, чтобы сказать, какой штамм у больного. Сейчас [с помощью ПЦР-тестов] можно выяснить, есть ли в человеке активный вирус — есть некий вариант COVID-19 или нет. Но это не значит, что вообще нельзя определить конкретный штамм, просто на это нужно больше времени и денег.
Алексей Аграновский, профессор МГУ и доктор биологических наук
Поэтому в России узнать, как много человек заразились коронавирусом с определенной мутацией, пока невозможно, но можно делать выборочные тесты, чтобы понять, насколько широко некий штамм X распространен.
На сайте CoVariants, использующем данные GISAID, можно увидеть, какие мутации отличают геном того или иного варианта. Так, у дельта-варианта четыре значимые мутации в белке-шипе и две делеции.
Самые опасные варианты COVID-19
ВОЗ причислила к опасным четыре варианта: альфа, бета, гамма и дельта.
- Альфа
Штамм был впервые обнаружен в октябре 2020 года во время пандемии COVID-19 в Великобритании из образца, взятого в предыдущем месяце.
С тех пор его шансы на преобладание удваивались каждые 6,5 дней (предполагаемый интервал между поколениями). Это коррелирует со значительным увеличением частоты инфицирования COVID-19 в Великобритании.
Есть некоторые свидетельства того, что этот вариант имеет на 30–70% повышенную трансмиссивность, кроме того, предварительные исследования предполагают повышение летальности.
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.
- Бета
Штамм был впервые обнаружен в Южной Африке, о чем было сообщено министерством здравоохранения ЮАР 18 декабря 2020 года. Исследователи и официальные лица сообщили, что распространенность этого штамма была выше среди молодых людей без каких-либо основных заболеваний, и по сравнению с другими штаммами он чаще приводит к серьезным заболеваниям в этих случаях.
Ученые отметили, что этот штамм содержит несколько мутаций, которые позволяют ему легче прикрепляться к клеткам человека.
8 января 2021 года Guardian сообщила, что вакцина Pfizer и BioNTech от COVID-19 показала в тестах, включающих 20 анализов крови, что она способна обеспечивать защиту от штамма 501.V2. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить точную степень защиты.
24 февраля 2021 года компания «Модерна» объявила о начале клинических исследований новой версии своей вакцины. Новая версия разработана специально для борьбы с 501.V2.
- Гамма
Штамм был впервые обнаружен в Токио 6 января 2021 года Национальным институтом инфекционных заболеваний (NIID). Новый штамм был обнаружен у четырех человек, прибывших в Токио из штата Амазонас 2 января 2021 года.
Новый штамм впервые появился в июле и впервые был обнаружен в октябре, но на момент публикации (декабрь 2020 года), хотя частота его значительно увеличилась, его распространение все еще в основном ограничивалось столицей штата Рио-де-Жанейро.
Новой была мутация белка-шипа K417T, позволяющая вирусу более прочно связываться с клетками человека, а в некоторых случаях даже избегать антител. К тому же вирус сильнее поражает молодых людей и беременных женщин, чем оригинальный.
11 февраля 2021 глава минздрава Бразилии Эдуардо Пазуелло сообщил о том, что данный штамм в три раза заразнее «оригинального» SARS-CoV-2.
- Дельта
В октябре 2020 года линия B.1.617.2 впервые была обнаружена в Индии. Во второй половине апреля 2021 года индийский штамм дельта попал в Россию.
14 июня 2021 года в Индии был обнаружен мутировавший вариант B.1.617.2, который известен как вариант AY.1, или дельта плюс. Дельта плюс отличается наличием в спайковом белке мутации K417N, которая способна снижать активность антител у переболевших и вакцинированных людей.
Минздрав Индии назвал три отличительных признака дельты плюс: повышенная контагиозность, усиленная способность связываться с рецепторами клеток легких и потенциальная устойчивость к терапии моноклональными антителами.
К началу июля 2021 года Всемирная организация здравоохранения зафиксировала дельта-штамм в 98 странах как с высоким, так и с низким уровнем вакцинации населения, во многих странах он становится доминантным.
По данным Российского консорциума по секвенированию геномов SARS-CoV-2 (Coronavirus Russian Genetic Initiative, CoRGI), дельта-штамм занимал чуть больше половины (52%) в образцах, полученных в Санкт-Петербурге в мае 2021 года, а в июне 2021 года — более 90%.
Также к категории угрожающих относится и дельта плюс, выявленный в июне прошлого года в Непале. У него пять мутаций в белке-шипе, которые делают вирус очень опасным.
За какими вариантами COVID-19 следят ученые
В списке ВОЗ еще четыре варианта SARS-CoV-2, которые представляют интерес, но пока нет оснований считать их более опасными: эта, йота, каппа, лямбда.
- Лямбда
Так называемый лямбда-штамм SARS-CoV-2 впервые выделили в Перу в конце лета прошлого года. Заражения новым штаммом также зафиксировали в Аргентине и Чили. Впоследствии он распространился в Германии, Испании, США, Великобритании и ряде других стран.
В геноме лямбда-штамма есть набор из восьми ключевых мутаций, которые, предположительно, повышают заразность вируса. Бразильские ученые под руководством Присцилы Уинк из Федерального университета Рио-Гранде-ду-Сул впервые зафиксировали следы лямбда-варианта SARS-CoV-2 на территории Бразилии и обнаружили новую разновидность этой версии вируса. Штамм лямбда обнаружен по данным на 19 июля в 29 странах
- Йота
Штамм выявили в марте прошлого года в Нью-Йорке, он распространялся на 35% быстрее. Какое-то время успешно конкурировал с альфой, ученые предполагали, что в сочетании с мутацией E484K в белке-шипе, помогающей ускользать от антител, этот вариант будет опасен. ВОЗ присвоила ему статус угрожающего. Но эти прогнозы не оправдались, и теперь за ним просто наблюдают.
Помогут ли вакцины против новых штаммов
Однозначного ответа нет. Оценить эффективность вакцин можно по-разному:
- Следить, как меняется число новых случаев заражения и госпитализаций. Например, в Великобритании почти 88% взрослого населения получило одну дозу вакцины, 67% — вторую. В стране доминирует дельта-вариант. По официальной статистике, заболеваемость выросла за последнюю неделю более чем на треть, количество госпитализаций — на 46,8% .
- Провести эксперимент в лаборатории. Ученые создают псевдовирус с белком-шипом, добавляют в его геном одну мутацию за другой, имитируя изучаемый вариант. Затем смешивают с сывороткой крови полностью вакцинированных и капают на клеточную линию человека, восприимчивую к коронавирусу. Через несколько дней подсчитывают зараженные клетки.
Читать далее
Найдено объяснение, как Вселенная отражается возле черных дыр
Массовые отравления и новые версии гибели цивилизации: как изменились наши знания о майя
ОАЭ испытали технологию искусственного вызова осадков в 50-градусную жару