Механизмы повышенной трансмиссивности этого варианта SARS-CoV-2 и что они означают для нынешнего всплеска COVID-19, рассмотрел научно-популярный журнал The Scientist.
Линия противоречий
С тех пор как вариант «омикрон» стал доминирующим в начале 2022 года, появилось несколько его подлиний, или подвариантов, основные из которых BA.1, BA.2, BA.4 и BA.5. Это доказывает, что SARS-CoV-2 по-прежнему эффективно использует классические методы, с помощью которых вирусы учатся избегать иммунной системы. Эти стратегии бегства варьируют от изменения формы ключевых белков, распознаваемых защитными антителами, до маскировки своего генетического материала, чтобы обмануть человеческие клетки и заставить их считать вирус частью себя, а не врагом, которого нужно атаковать.
Как оценивается трансмиссивность вируса? Основное число размножения, R0, измеряет передаваемость вируса в еще неинфицированной популяции. Когда значительная часть людей становится невосприимчивой из-за предшествующей инфекции или вакцинации, эпидемиологи используют термин «эффективное репродуктивное число» (Rt) для измерения трансмиссивности вируса. По оценкам, Rt «омикрона» в 2,5 раза выше, чем у предшествующей «дельты». Эта повышенная способность к передаче, скорее всего, и помогла ему стать доминирующим вариантом. Поскольку SARS-CoV-2 продолжает циркулировать в популяции, естественный отбор будет благоприятствовать мутациям, которые дают вирусу наибольшее преимущество в выживании.
Но что делает «омикрон» и его ответвления такими «скрытными» для иммунитета? Повышенная трансмиссивность вариантов SARS-CoV-2 обусловлена несколькими механизмами. Один из них — способность сильнее связываться с рецептором ACE2, белком в организме, помогающим вирусу проникнуть в клетки. Более поздние сублинии «омикрона» имеют мутации, благодаря которым они лучше справляются с защитой антител, сохраняя при этом способность эффективно связываться с рецепторами ACE2. Сублиния BA.5 может уклоняться от антител, полученных как при вакцинации, так и при предшествующей инфекции.
Сублинии BA.4 и BA.5 имеют несколько общих мутаций с более ранними сублиниями «омикрона», а также 3 уникальные мутации: L452R, F486V и реверсия (отсутствие мутации) R493Q. L452R и F486V в белке шипа позволяют BA.5 избегать антител. Кроме того, мутация L452R помогает вирусу более эффективно связываться с мембраной клетки-хозяина — эта важнейшая характеристика связана с тяжестью заболевания COVID-19.
Хотя другая мутация, F486V, может помочь представителям сублинии BA.5 избежать определенных типов антител, она может снизить ее способность связываться с ACE2. Вирусологи предполагают, что BA.5, по-видимому, компенсирует снижение силы связывания с АСЕ2 с помощью другой мутации, реверсии R493Q, которая, как считается, восстанавливает утраченное сродство к АСЕ2. «Умение» успешно избегать иммунитета, сохраняя при этом способность связываться с ACE2, вероятно, благоприятствовала быстрому глобальному распространению BA.5.
Помимо этих «иммуноуничтожающих» мутаций SARS-CoV-2 эволюционировал, подавляя врожденный иммунитет своих хозяев — первую линию защиты организма от вторжения патогенов, состоящую из противовирусных белков. SARS-CoV-2 обладает способностью подавлять активацию некоторых из этих ключевых белков, а это означает, что он способен эффективно преодолевать многие защитные механизмы организма, чем и объясняется распространение инфекции среди вакцинированных или ранее переболевших людей.
Врожденный иммунитет оказывает сильное селективное давление на SARS-CoV-2. «Дельта» и «омикрон», два самых последних и очень успешных варианта SARS-CoV-2, имеют несколько общих мутаций, которые могут быть ключом, помогающим вирусу преодолеть врожденный иммунитет. Но в целом ученые еще не до конца понимают, какие изменения в BA.5 позволяют ему делать это с легкостью.
Чем BA.5 отличается от других?
Субвариант «омикрона», известный как BA.5, был впервые обнаружен в Южной Африке в феврале 2022 года и быстро распространился по всему миру. В середине июля BA.5 составлял почти 80 % вариантов заболевания COVID-19 в США (а вместе с близкородственным субвариантом ВА.4 — минимум 95 % случаев заражения), согласно оценкам, опубликованным Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC).
ВОЗ объявила, что число случаев коронавирусной инфекции в мире превысило 570 млн. Генеральный директор организации Тедрос Адханом Гебрейесус призвал международное сообщество подготовиться к появлению новых вариантов SARS-CoV-2 вследствие роста числа заболевших во всех регионах.
Несмотря на то что показатели госпитализации в некоторых американских штатах сейчас превышают уровни прошлогодней волны «дельты», особенно среди людей в возрасте 70 лет и старше, представители CDC отмечают, что характер пандемии изменился в очень важных аспектах. теперь существует широкая прослойка людей с предшествующими инфекциями, защитой, приобретенной после вакцинации, или и тем, и другим сразу.
Что касается анализа симптомов: лихорадка и боль в горле устойчиво превосходят потерю вкуса и обоняния. Результаты ведущегося в стране исследования свидетельствуют о том, что доля заболевших жителей, сообщающих о некогда характерных симптомах потери вкуса и обоняния, значительно снизилась с начала пандемии. Такие же данные демонстрируют исследования, проведенные в Великобритании. Следует отметить, что этот сдвиг впервые был замечен учеными всего мира во время волны заражений субвариантом «омикрон» BA.1 еще зимой.
Сейчас все чаще отмечаются гриппоподобные симптомы COVID-19. По информации Национального статистического управления США, «процент людей с положительным результатом теста, которые сообщили о боли в животе, лихорадке, боли в горле и в мышцах, увеличился в июне 2022 года по сравнению с маем 2022 года». Однако трудно сказать, насколько этот сдвиг связан с изменением самого вируса. Ученые выдвинули гипотезу, что иммунитет от предыдущих инфекций также может играть определенную роль в воздействии на симптомы, которые, по-видимому, являются общими для последних волн «омикрона».
Резкий рост числа реинфекций
В Великобритании, США и других странах резко возросло число реинфекций. По оценкам федеральных исследователей, мутации BA.4 и BA.5 позволяют отнести их к наиболее удаленным от исходного штамма вируса в 2020 году и даже ближе к варианту «бета», впервые появившемуся в мае 2020 года, чем к «омикрону» BA.1.
Данные из Катара (пока в виде препринта) показывают, что люди, перенесшие COVID-19 до появления варианта «омикрон», получают лишь около 15 % защиты от симптоматической повторной инфекции, вызванной BA.4 или BA.5, и это влияет на рост числа госпитализаций. Если предыдущая инфекция была вызвана другим субвариантом «омикрона», данная оценка возрастает до 76 %. Однако процент смертей остается низким. Во многом ученые объясняют этот факт высокой иммунной защитой, которую создала вакцинация населения.
Недавно в журнале PNAS Nexus было опубликовано исследование с участием ученых Национальных институтов здравоохранения (NIH), в котором дается количественная оценка «отличительности» вариантов по сравнению с теми, которые ранее распространились в определенном регионе мира. Авторы обнаружили, что эта новая метрика может предсказать изменения в будущем увеличении числа вариантов в разных частях мира в зависимости от того, какие линии ранее распространились в этих регионах.
Прогноз показывает, что хотя значительное преимущество BA.5 в способности к заражению будет способствовать резкому увеличению числа случаев, «стена иммунитета», возведенная во время зимней волны, позволяет предположить, что нынешний всплеск не достигнет таких же рекордных высот. Иными словами, BA.1 продолжает обеспечивать уровень чрезвычайно высокой защиты, которая будет сохраняться как минимум до конца лета.
Количество тяжелых форм ниже, чем в предыдущие волны
Даже несмотря на ускорение темпов госпитализации больных COVID-19, показатели тяжелых исходов заболевания остаются гораздо ниже, чем во время предыдущих волн пандемии. В США, например, отмечают, что даже среди наиболее уязвимых групп, таких как обитатели домов престарелых, ежедневное количество смертей от COVID-19 не превышает уровни предыдущих волн. Однако специалисты NIH объясняют этот факт прежде всего защитой, которую дает вакцинация, особенно бустерная.
Исследование, опубликованное в New England Journal of Medicine, предполагает, что имеющиеся в настоящее время препараты против COVID-19 будут работать и против субвариантов BA.4 и BA.5.
Данные, полученные в начале этого года во время всплеска случаев COVID-19 в Южной Африке, вызванных этими двумя субвариантами, показывают, что они демонстрируют риски госпитализации и тяжелого течения, аналогичные для первоначального субварианта «омикрона» BA.1. Однако ранние исследования, проведенные в таких странах, как Дания (результат: риск госпитализации на 65 % выше, чем при инфицировании ВА.2) и Португалия, позволяют предположить, что BA.5 может представлять больший риск госпитализации по сравнению с BA.2.
К слову, Португалия первой среди европейских стран встретила волну ВА.5. Исследователи отмечали там снижение эффективности бустерной вакцинации: 77 % для ВА.5 против 93 % для ВА.2 (риск госпитализации), 88 % для ВА.5 против 94 % для ВА.2 (риск смерти). В Португалии на фоне ВА.5 уровень госпитализации оказался выше, чем при распространении ВА.2, наряду с увеличением частоты реинфекции. А ранние лабораторные исследования этого субварианта, недавно опубликованные учеными из Австралии, свидетельствуют о том, что BA.5 может представлять большую опасность из-за своей способности инфицировать легочную ткань.
В тему
Исследователи из Великобритании и Швеции установили, что субвариант «омикрона» BA.2.75 («кентавр») меньше уклоняется от нейтрализующих антител, чем BA.5. Подлиния BA.2.75, пришедшая из Индии, к концу июля обнаружена уже по меньшей мере в 15 странах. По сравнению с BA.2 несет 9 дополнительных мутаций в шиповом белке, которых не было у BA.2: K147E, W152R, F157L, I210V, G257S, G339H, G446S (предсказывалось, что G446S будет способсвовать уклонению от антител в сыворотке крови вакцинированных, которые нейтрализуют другие штаммы «омикрона»), N460K, а также R493Q (это обратная мутация, возвращение от «омикрона» к более раннему, «предковому» варианту).
«BA.2.75 не продемонстрировал большей иммунной уклончивости, чем доминирующий в настоящее время BA.5 в испытаниях на нашем наборе образцов сыворотки крови, сданной до и после волны инфекции BA.1/BA.2, и проявлял умеренную восприимчивость к комбинациям моноклональных антител», — говорится в препринте, опубликованном на портале bioRxiv. Образцы сыворотки доноров, собранные до «омикроновой» волны, новый штамм нейтрализовали плохо, как и другие сублинии «омикрона». Нейтрализующая способность сывороток, собранных весной 2022 года, оказалась примерно в 6,5 раза выше, чем до вспышки. Авторы предполагают, что этому поспособствовали не только BA.1 и BA.2, но и бустерная доза вакцины, которую к тому времени в Стокгольме (где и собирались образцы) получили 59 % взрослых.
Информация о том, что BA.2.75 (который уже успели объявить будущим штаммом пандемии) уклоняется от сывороточных антител не лучше, чем BA.5, который сейчас доминирует в большинстве популяций, звучит обнадеживающе.