Хроники пандемии. Что мы сегодня знаем о мутациях коронавируса

24 сентября 2020

В начале января 2020 года первая последовательность генома SARS-CoV-2, – вируса, вызывающего COVID-19, – была получена и названа «Ухань-1». Эта строка из 30000 букв генетического кода (A, T, C и G) ознаменовала начало гонки за скорейшее понимание генетики нового коронавируса. На сегодняшний день еще 100000 генетических образцов было сэмплировано от пациентов с COVID-19 в более чем 100 странах. По всему миру генетики ищут ответы на острейшие вопросы: откуда взялся SARS-CoV-2? Когда в точности он начал инфицировать людей? Каким образом он мутирует, и имеет ли это значение? Геномика SARS-CoV-2, как и сам вирус, разрослась и стала глобальной.

Термин «мутация» так и навевает образы новых, еще более опасных вирусов,  распространяющихся по планете. И хотя мутации в мире вирусов возникают постоянно, – иногда действительно закрепляясь и распространяясь, – на самом деле это естественное явление в любом организме, включая вирусы. При этом подавляющее большинство мутаций никак не влияет на способность вируса передаваться или вызывать заболевание.

В сущности, мутация означает любую разницу, изменение одной лишь буквы в геноме. Когда в конце 2019 года вирусу впервые удалось инфицировать человека, популяция SARS-CoV-2 была генетически инвариантной. К настоящему моменту обнаружено уже свыше 13000 изменений. Тем не менее, любые два вируса, взятые от любых двух пациентов в любых двух разных точках мира, отличаются друг от друга, в среднем, на десяток букв в геноме. Очевидно, что это лишь крохотная часть в общей 30000-символьной строке генетического кода вируса, а это в свою очередь означает, что весь циркулирующий SARS-CoV-2 можно считать одной клональной линией.

Для того, чтобы какой-либо вирус обрел существенное генетическое разнообразие, требуется время. По вирусным меркам, SARS-CoV-2 мутирует довольно медленно, – от двух до шести раз медленнее, чем вирус гриппа. Однако мутации являются фундаментом и двигателем естественного отбора. Чаще всего мутации делают вирус нефункциональным или вообще не имеют эффекта, и все же существует вероятность, что мутации повлияют на трансмиссивность SARS-CoV-2 в его новом хозяине, т.е. в организме человека. Поэтому и предпринимаются столь значительные усилия для выяснения того, смогут ли мутации вируса, идентифицированные на данный момент, существенно изменить его свойства, и если да, то каким именно образом.

В этом контексте печальную известность получило изменение в аминокислоте шипового протеина SARS-CoV-2, – того самого белка, который придает данному вирусу характерную венцеподобную форму и позволяет ему прикрепляться к клеткам организма-хозяина. Было установлено, что единственное изменение в геноме, – названное D614G, – в экспериментах in vitro увеличивает вирулентность, хотя и не влияет заметно на тяжесть заболевания. Кроме того, эта мутация почти систематически встречается с тремя другими мутациями, и все четыре обнаруживаются примерно в 80% секвенированных образцов SARS-CoV-2, что делает этот набор мутаций наиболее частым в циркулирующей популяции коронавируса.

Проблема с D614G и другими изменениями состоит в том, чтобы выяснить: участились ли они из-за того, что присутствовали в вирусах уже при первых вспышках инфекции, и действительно ли эти мутации дают преимущества измененным вирусам.

D614G – не только часто встречающаяся мутация. Теперь уже треть всех вирусов несет в себе определенную цепочку из трех мутаций в белковой оболочке; у четверти обнаруживается единичное изменение в позиции 57 белка Orf3a, известном иммуногенном регионе, и определенные изменения в протеина шипа. Что касается бесчисленных прочих мутаций, то они, похоже, вызваны активностью нашего собственного иммунного отклика. В то же время, нет единого мнения по вопросу о том, меняют ли все эти мутации трансмиссивность или вирулентность. Так или иначе, SARS-CoV-2 продолжает успешно распространяться.

С другой стороны, некоторые мутации напоминают процесс генетических изменений в сторону меньшей вирулентности, что наблюдалось у SARS-CoV-1 (этот вирус вызвал эпидемию тяжелого острого респираторного синдрома в 2002-2004 гг). Это было бы приятной новостью, однако такого рода изменения обнаруживаются у SARS-CoV-2 с первых дней пандемии и пока не обнаруживают тенденции к учащению.

Хотя еще могут произойти те или иные изменения адаптивности, все имеющиеся на сегодняшний день данные указывают на то, что с начала пандемии мы имеем дело с одним и тем же вирусом. Увеличиваются лишь наши возможности выявлять и отслеживать его эволюцию.

 

По материалам сайта Live Science