Как SARS-CoV-2 мутирует, чтобы избежать связывания антителами
Согласно новым исследованиям Питтсбургской медицинской школы SARS-CoV-2 уклоняется от иммунных реакций, избирательно удаляя мелкие кусочки своего генома.
Научно-детективный рассказ, начинающийся с одного пациента в Питтсбурге о том как вирус SARS-CoV-2 мутирует, создавая новые варианты, в том числе британский штамм B.1.1.7, и ускользает от нейтрализующих антител.
Поскольку делеции происходят в части последовательности, которая кодирует форму белка шипа, антитело, которое ранее было нейтрализующим не может удержать вирус, сообщают исследователи в Science. А поскольку молекулярный "корректор", который обычно ловит ошибки при репликации SARS-CoV-2, "слеп" к зафиксированным делециям, они закрепляются в генетическом материале варианта.
"Вы не можете исправить то, чего там нет", - говорит старший автор исследования Пол Дюпрекс. "Если это исчезло в важной части вируса, которую антитело "видит", то это исчезло навсегда".
С тех пор, как эта статья была впервые представлена в качестве препринта в ноябре, исследователи наблюдали, как эта закономерность проявлялась, так как несколько вызывающих озабоченность вариантов быстро распространились по всему миру. Варианты, впервые идентифицированные в Великобритании и ЮАР, имеют такие делеции.
Группа Дюпрекса впервые столкнулась с этими нейтрализующими делециями в образце у пациента с ослабленным иммунитетом, который болел атипичной пневмонией SARS-CoV-2 в течение 74 дней и в конечном итоге умер. Это длительное время для вируса и иммунной системы, чтобы играть в "кошки-мышки", и дает достаточно возможностей, чтобы инициировать ко-эволюционный процесс, который приводит к этим тревожные мутации в вирусном геноме.
Дюпрекс обратился за помощью к Кевину Маккарти, эксперту по вирусу гриппа - мастера иммунного уклонения - чтобы выяснить, могут ли делеции, присутствующие в вирусных геномах этого одного пациента, быть частью более широкой тенденции. Маккарти и его коллеги изучили базу данных секвенирований SARS-CoV-2, собранных по всему миру. Когда стартовал этот проект, летом 2020 года SARS-CoV-2 считался относительно стабильным, но чем больше Маккарти изучал базу данных, тем больше делеций он видел, и проявлялась закономерность. Делеции продолжали происходить в тех же самых местах где вирус мог быть толерантным к изменению формы, не теряя при этом способности вторгаться в клетки и делать копии самого себя.
"Эволюция повторяла саму себя. Наблюдая за этим паттерном, мы могли бы предсказывать. Если это случилось несколько раз, то, скорее всего, повторится", - рассказывает Маккарти.
Среди сиквенсов, которые Маккарти идентифицировал как имеющие эти делеции, был так называемый "британский вариант" B.1.1.7. К этому моменту был октябрь 2020 г., и о B.1.1.7 еще никто не слышал. У него даже не было имени, но он был в базах данных. Штамм все еще формировался, и никто не знал тогда, какое значение он будет иметь. Но анализ Маккарти показал его заранее, ища шаблоны в генетических последовательностях.
Штамм, выявленный у пациента из Питтсбурга, все еще подвержен нейтрализации антителами, присутствующих в конвалесцентной плазме, что свидетельствует о том, что мутации - это еще не все. Это важно понимать, когда речь заходит о разработке инструментов для борьбы с вирусом.
"Бороться с вирусом несколькими разными способами - вот как мы победим оборотня. Сочетания различных антител, комбинации нанотел с антителами, различные типы вакцин. Если случится кризис, мы должны иметь эти резервные варианты, - говорит Дюпрекс.
Хотя статья показывает, как SARS-CoV-2, скорее всего, избавится от существующих вакцин и терапевтических средств, на данный момент невозможно точно знать, когда это может произойти. Будут ли вакцины КОВИД-19, представленные сегодня на рынке, обеспечивать высокий уровень защиты еще в течение шести месяцев? Года? Пяти лет?
"Насколько сильно эти делеции подрывают защиту, еще предстоит определить. В какой-то момент нам придется начать переформулировать вакцины, или, по крайней мере, заняться этой идеей", - отметил Маккарти.
