Вводная картинка

Мутация неизбежна. Вариантов коронавируса все больше. К чему приведет его дальнейшая эволюция?

Наука и техника

Новые штаммы коронавируса вызывают все больше опасений — против них менее эффективны вакцины, они все лучше заражают человека и все больше множатся. Их становится настолько много, что новые варианты SARS-CoV-2 будут называть именами созвездий — греческие буквы могут кончиться, заявила глава технической группы подразделения чрезвычайных заболеваний Всемирной организации здравоохранения Мария Ван Керкхове. «Лента.ру» разбирается, почему вариантов SARS-CoV-2 так много и чего от COVID-19 можно ожидать в дальнейшем.

От альфы до Ориона

«Вероятно, нам не хватит греческого алфавита, но мы уже рассматриваем следующую серию названий. На самом деле, мы думаем о варианте с созвездиями», — заявила эпидемиолог в комментарии газете The Daily Telegraph. Ранее, по ее словам, чиновники уже отмели вариант с именами греческих богов — из опасения, что не все смогут правильно их произносить. В настоящее время рабочая группа по эволюции вирусов совместно с юристами ВОЗ ведут работы, чтобы «убедиться в том, что мы никого не огорчим с этими именами», отметила Ван Керкхове.

Обозначать новые штаммы коронавируса греческими буквами стали в конце мая — для удобства произношения в ненаучном разговоре и для того, чтобы не дискриминировать страны, где эти штаммы обнаружили впервые. Однако в греческом алфавите 24 буквы — а ВОЗ «застолбила» уже десять вариантов. Организация отслеживает эволюцию вируса с самого начала пандемии, однако возникновение в конце 2020 года новых, гораздо более опасных его вариантов подтолкнуло ВОЗ к тому, чтобы ускорить классификацию двух типов вариантов — вызывающих озабоченность и интерес.

В первую категорию входят хорошо известные «альфа», обнаруженная в Великобритании в декабре; южноафриканская «бета»; выявленная в январе в Бразилии «гамма» и обнаруженная в октябре в Индии «дельта». Вызывающих интерес вариантов сейчас тоже четыре: «эта», «йота», «каппа» и «лямбда»

Их было больше, но по прошествии определенного времени некоторые варианты были признаны не представляющими серьезной опасности и исключены из этого списка. В частности, это «эпсилон», «дзета» и «тета».

Полезности перевода

С начала пандемии для коронавируса прошла целая вечность — под поколением у вирусов чаще всего понимается цикл заражения клетки: прикрепление к ее поверхности, проникновение, экспрессия генов и высвобождение из клетки новых вирусных частиц. Чем больше насчитывается поколений, тем сильнее начинают влиять законы эволюции, хотя до сих пор ведутся споры, относительно того, является ли вирус живым существом.

Проникая в клетку, вирус заставляет ее производить копии себя. Фермент полимераза «читает» буквы оснований вирусов — для РНК-вирусов, к которым относится коронавирус, это урацил (У) — и по этому шаблону начинает «сборку» его копий. Однако копии не всегда получаются идеальными, рано или поздно происходят ошибки — к примеру, вместо А ставится Т. Мы знаем их как мутации.

У большинства РНК-вирусов, таких как ВИЧ или грипп, нет защиты от таких ошибок. Поэтому, например, до сих пор не разработана успешная вакцина против ВИЧ — вирус меняется так часто, что к тому времени, как у человека появляются антитела, они уже непригодны для борьбы против него. Однако у коронавируса такая защита есть. Фермент Nsp14 исправляет ошибки в репликации — но далеко не все. Поэтому SARS-CoV-2 продолжает мутировать — пускай и не такими устрашающими, как у ВИЧ или гриппа, темпами: подсчитано, что за месяц геном коронавируса накапливает две однобуквенные мутации. Это наполовину меньше, чем у гриппа, и на четверть — чем у ВИЧ.

Понять, какие варианты от этих мутаций возникнут, непросто. Геном вируса содержит около 30 тысяч нуклеотидов — на пять порядков меньше человеческого (около трех миллиардов), но все равно мест для мутаций вполне достаточно. Отдельно изучить, какое изменение в структуре и поведении вируса вызовет та или иная мутация, сложно, однако они редко происходят обособленно.

Группа вирусов, отличающиеся от исходной версии определенным набором мутаций, и является штаммом. Разница может составлять лишь долю процента от всего генома, но каждая новая последовательность РНК может положить начало новой ветви вируса

Большая часть ошибок в транскрипции вирусу практически не мешает, и не способствующие его выживанию мутации часто просто исчезают. Однако некоторые оказываются полезными и остаются в арсенале, позволяя коронавирусу «улучшаться».

Пути отхода

Существует несколько главных направлений, как может усовершенствоваться коронавирус. SARS-CoV-2 может улучшить свою трансмиссивность — способность заражать как можно большее количество людей. Оценивается она по среднему количеству людей, зараженных от одного человека до его изоляции. Так, трансмиссивность «альфа»-штамма выше, чем у уханьского варианта на 50 процентов, а у «бета»-штамма — на 20 процентов.

Может повыситься и вирулентность — тяжесть симптомов болезни. Однако, отмечают ученые, большинство происходящих мутаций свидетельствует о ее снижении у коронавируса. Кроме того, коронавирус может лучше уходить от иммунного ответа — антител и других механизмов защиты, таких, к примеру, как T-клетки. Так сделал один из ближайших родственников SARS-CoV-2 — коронавирус человека 229E, научившийся за 20 лет эволюции уходить от антител человека.

На основе того, насколько хорошо штамм продвинулся на том или ином пути, ВОЗ и разделяет их на вызывающие озабоченность и вызывающие интерес. К последним относят те варианты с повышенной трансмиссивностью и вирулентностью, которые приводят к интенсивной передаче инфекции среди населения или появлению множества кластеров COVID-19 во многих странах. Вызывающие же обеспокоенность варианты обладают всеми этими свойствами, но, помимо прочего, ослабляют систему эпидемиологической защиты — снижают эффективность имеющихся средств диагностики, вакцин и терапевтических препаратов.

Для SARS-CoV-2 есть свое эволюционное давление, главным фактором которого являются вакцины и иммунитет человека. Именно поэтому наиболее часто мутации происходят в генах, кодирующих белок пепломера — главный инструмент, с помощью которого коронавирус проникает в клетку. Тем самым повышается трансмиссивность вируса и его устойчивость к антителам. Большим числом мутаций в белке пепломера может объясняться чрезвычайно высокая трансмиссивность «дельта»-штамма. Мутация белка, повысившая его расщепляемость, может объяснять повышенную эффективность размножения штамма в легких. Эти мутации позволили «дельта»-штамму стать наиболее распространенным из всех вариантов коронавируса на данный момент.

В поисках коллективного иммунитета

Эволюция коронавируса замедлится, считают ученые, но не скоро — так, в случае эпидемии свиного гриппа в 2009 году вирус быстро эволюционировал на протяжении пары лет, и лишь затем скорость его мутаций стала уменьшаться.

Многие исследователи надеются, что SARS-CoV-2 пойдет по пути своих «родственников» — коронавирусов человека: он станет эндемическим для человечества, превратившись в обычную сезонную детскую простуду. Так, например, коронавирус человека OC43 (HCoV-OC43) сейчас представляет собой обычный простудный вирус, вызывающий ОРВИ главным образом у детей в возрасте от семи до 12 месяцев. Однако генетические данные указывают на то, что более 130 лет назад — в 1889 году — он вызвал пандемию так называемого «русского гриппа» (первые случаи были зарегистрированы в Бухаре и Томске), которая, по некоторым оценкам, унесла до миллиона жизней, главным образом людей старше 70 лет. Скоро ждать такой судьбы для SARS-CoV-2 не стоит: возникновение у коронавируса эндемичности может занять от пары до нескольких десятков лет.

60-70
процентов
населения необходимо вакцинировать для достижения коллективного иммунитета

Однако для того, чтобы коронавирус стал сезонным заболеванием, человечество должно приобрести к нему коллективный иммунитет: установление у большинства людей иммунитета к заболеванию должно мешать ему настолько сильно, что на уровень его распространения начали бы влиять сезонные факторы наподобие способствующих аэрозольной передаче вируса низких температур. Однако достичь его непросто: для этого должно быть вакцинировано от 60 до 70 процентов популяции. При этом данный показатель становится выше, если вакцины защищают от передачи вируса недостаточно хорошо. Результаты не обнадеживают: так, было установлено, что эффективность мРНК-вакцин Pfizer и Moderna против заражения «дельта»-штаммом снизилась. Проведенное в Чили исследование показало, что мутации в белке пепломера южноамериканского штамма «лямбда» позволили тому эффективнее избегать антител, выработанных после вакцинации.

Поэтому все больше исследователей начинают сомневаться в возможности достижения коллективного иммунитета. «Думаю, мы с этим вариантом («дельта» — прим. «Ленты.ру») находимся в ситуации, когда коллективный иммунитет не представляется возможным, так как он (коронавирус — прим. «Ленты.ру») по-прежнему заражает вакцинированных», — заявил один из ведущих разработчиков вакцины AstraZeneca, профессор Оксфордского университета сэр Эндрю Поллард. SARS-CoV-2 не вирус кори, против которой достаточно одного вакцинирования в течение жизни, подчеркнул исследователь.

Кроме того, до сих пор неизвестно, как долго сохранится иммунитет от вируса у человека. Против коронавирусов человека он недолог: повторное заражение ими может произойти уже через срок от 80 дней до года. Было показано, что за год ослабевает и гуморальный — обусловленный антителами — иммунитет против SARS-CoV-2.

Но даже обретение сезонности не может гарантировать того, что коронавирус не продолжит забирать жизни. Так, от сезонного гриппа А — вызвавшего предыдущую большую пандемию испанки вируса H1N1 и его «потомков» — ежегодно умирает до 650 тысяч человек. SARS-CoV-2 может пойти по схожему пути, хотя, скорее всего, из-за меньшей скорости мутаций ежегодно обновлять вакцины против него не придется.