Как субвариант BA.5 Омикрона стал мастером маскировки и что это означает для нынешнего всплеска COVID-19Как субвариант BA.5 Омикрона стал мастером маскировки и что это означает для нынешнего всплеска COVID-19
Субвариант Омикрона BA.5, был впервые обнаружен в Южной Африке в феврале 2022 года и быстро распространился по всему миру.
Вскоре после того, как 24 ноября 2021 года исследователи из Южной Африки сообщили об оригинальной версии варианта Омикрон (B.1.1.529), многие ученые, включая меня (автор - Суреш В. Кучипуди, профессор, заведующий кафедрой новых инфекционных заболеваний в Пенсильванском университете), предположили, что если многочисленные мутации Омикрона сделают его либо более трансмиссивным, либо более способным к иммуноуклонению, чем предшествующий вариант Дельта, то Омикрон может стать доминирующим вариантом во всем мире. (По состоянию на вторую неделю июля 2022 года BA.5 составлял почти 80% случаев COVID-19 в Соединенных Штатах).
Вариант Омикрон действительно стал доминирующим в начале 2022 года, и с тех пор появилось несколько его субвариантов: BA.1, BA.2, BA.4 и BA.5. Продолжающееся появление таких высокотрансмиссивных вариантов свидетельствует о том, что SARS-CoV-2 эффективно использует классические методы, которые вирусы используют, чтобы избежать иммунной системы. Эти стратегии бегства варьируют от изменения формы ключевых белков, распознаваемых защитными антителами иммунной системы, до маскировки своего генетического материала, чтобы обмануть человеческие клетки и заставить их считать его частью себя, а не захватчиком, которого нужно атаковать.
Я вирусолог, изучающий новые вирусы и вирусы, перешедшие от животных к людям, такие как SARS-CoV-2. Моя исследовательская группа отслеживала передачу и эволюцию SARS-CoV-2, оценивая изменения в том, насколько хорошо субварианты Омикрона уклоняются от иммунной системы и насколько тяжелые заболевания они вызывают после инфицирования.
Как измеряется трансмиссивность вируса в популяции?
Основное число репродукции, R0 (произносится как "Р-наут") - измеряет трансмиссивность вируса в еще неинфицированной популяции. После того, как часть людей в популяции становится невосприимчивой из-за предшествующей инфекции или вакцинации, эпидемиологи используют термин "эффективное число репродукции", называемое Re или Rt, для измерения трансмиссивности вируса. По оценкам, Re варианта Омикрон в 2,5 раза выше, чем у варианта Дельта. Эта повышенная трансмиссивность, скорее всего, помогла Омикрону обойти конкурентов дельта-варианта и стать доминирующим.
Тогда возникает более важный вопрос: что является движущей силой эволюции сублиний Омикрона? Ответом на него является хорошо известный процесс, называемый естественным отбором. Естественный отбор - это эволюционный процесс, в котором признаки, дающие виду репродуктивное преимущество, продолжают передаваться следующему поколению, а признаки, не дающие такого преимущества, вытесняются в результате конкуренции. Поскольку SARS-CoV-2 продолжает циркулировать, естественный отбор будет благоприятствовать мутациям, которые дают вирусу наибольшее преимущество в выживании.
Что делает Омикрон и его ответвления такими хитроумными в распространении?
Повышенная трансмиссивность вариантов SARS-CoV-2 обусловлена несколькими механизмами. Один из них - способность сильнее связываться с рецептором ACE2, белком в организме, который в первую очередь помогает регулировать уровень артериального давления, но также может помочь SARS-CoV-2 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 как при вакцинации, так и при предшествующей инфекции.
Сублинии Омикрона BA.4 и BA.5 имеют несколько общих мутаций с более ранними сублиниями Омикрона, но также имеют три уникальные мутации: L452R, F486V и реверсия (или отсутствие мутации) R493Q. L452R и F486V в белке шипа помогают BA.5 избегать антител. Кроме того, мутация L452R помогает вирусу более эффективно связываться с мембраной клетки хозяина - важнейшая особенность, связанная с тяжестью заболевания COVID-19.
Хотя другая мутация в BA.5, F486V, может помочь сублинии избежать определенных типов антител, она может снизить ее способность связываться с ACE2. Поразительно, но BA.5, по-видимому, компенсирует снижение силы связывания с АСЕ2 с помощью другой мутации, реверсии R493Q, которая, как считается, восстанавливает утраченное сродство к АСЕ2. Способность успешно избегать иммунитета, сохраняя при этом способность связываться с АСЕ2, потенциально могла способствовать быстрому глобальному распространению BA.5.
В дополнение к этим ослабляющим иммунитет мутациям, SARS-CoV-2 эволюционировал, подавляя врожденный иммунитет своих хозяев - в данном случае, людей. Врожденный иммунитет - это первая линия защиты организма от вторжения патогенов, состоящая из противовирусных белков, которые помогают бороться с вирусами. SARS-CoV-2 обладает способностью подавлять активацию некоторых из этих ключевых противовирусных белков, что означает, что он способен эффективно преодолевать многие защитные механизмы организма. Это объясняет распространение инфекции среди вакцинированных или ранее инфицированных 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 к тому, чтобы помочь вирусу преодолеть врожденный иммунитет. Однако ученые еще не до конца понимают, какие изменения в BA.5 могут позволить ему это сделать.
Что дальше?
На BA.5 игра не закончится. По мере дальнейшего распространения вируса эта эволюционная тенденция, вероятно, приведет к появлению более трансмиссивных вариантов, способных ускользать от иммунитета.
Хотя трудно предсказать, какие варианты появятся дальше, мы, исследователи, не можем исключить возможность того, что некоторые из этих вариантов могут привести к увеличению тяжести заболевания и повышению уровня госпитализации. Поскольку вирус продолжает эволюционировать, большинство людей будут болеть COVID-19 несколько раз, несмотря на вакцинацию. Это может сбивать с толку и расстраивать людей, а также способствовать нерешительности в отношении вакцинации. Поэтому важно понимать, что вакцины защищают вас от тяжелых заболеваний и смерти, а не обязательно от инфицирования.
